همانطور که قبلا توسط فیزیکدان مشهور، آلبرت اینشتین مورد بررسی قرار گرفت، دو جسم جدا در فضا می­‌توانند بدون هیچ تماس فیزیکی بر یکدیگر تاثیر بگذارند. این واکنش غیرمحلی اولین بار توسط اینشتین با نام “عمل شبح‌­وار از راه دور” شناخته شد که به در هم تنیدگی کوانتومی معروف است. اخیرا فیزیکدانان مرکز دینامیک کوانتوم گریفیت در استرالیا، راهی برای استفاده از این کنش به منظور امن­‌سازی شبکه­‌های کوانتومی یافتند.

 آزمایشات آنها نشان داد که اگر یک جفت الکترون این پدیده را نشان می دهد، چگونه حتی در شرایط سخت می توان آن را آزمایش کرد. این تحقیقات که حول اثر “غیرمحلیت کوانتومی” می­‌باشد، در مجلۀ Science Advances منتشر شده است. این اثر ایدۀ “تنها محیط اطراف یک جسم اثر مستقیم بر آن دارد” و حدس “تمام ذرات از قبل مقادیری برای اندازه­‌گیری دارند” را ترکیب می­ کند.

این نظریه نقش مهمی در شبکه‌­های کوانتومی در حال گسترش با قابلیت اتصال به رایانه‌­ها ایفا می­ کند. فوتون­‌ها(ذرات نور) را می­‌توان در صورتی که جفت فوتون­‌ها درهم تنیده شوند، به عنوان یک راه ارتباطی کوانتومی میان دو مکان مختلف دانست. به محض نیل به این مهم، ویژگی­‌های هر مکان را می­ توان با محاسبۀ مکان دیگر مشخص کرد و برای همیشه نحوه ارسال و دریافت اطلاعات را تغییر داد.

به منظور اینکه بتوان یک لینک(راه ارتباطی) کوانتومی را پایدار و امن دانست، باید حضور غیرمحلیت کوانتومی در ذرات هر دو پایانه را تایید کرد. جف پراید، سرپرست این تحقیقات در بیانیه‌ای خبری اظهار داشت: «عدم موفقیت این آزمایش به این معنی می­ باشد که ممکن است یک شخص سومی(جاسوس) باعث ایجاد اختلال در شبکه شده باشد.» گرچه شبکه­‌های کوانتومی احتمالا از این آزمایش با موفقیت بیرون نیایند چرا که درصد زیادی از فوتون­‌ها در زمان ارسال با یک کانال فیبر بصری، جذب یا پراکنده می­ شوند و اگر یک فوتون در حین اندازه‌­گیری ناپدید شود، نمی­ تواند آزمایش را با موفقیت به اتمام برساند. این مسئله، شبکۀ کوانتومی را نسبت به این اشخاص سوم آسیب­ پذیر می­ کند.

شبکه­‌های کوانتومی

به منظور عبور از چالش ناپدیدشدن فوتون‌ها، تیم تحقیقاتی چند فوتون را از کانالی با ریزش بالای فوتون بیرون آمدند را انتخاب کرده و آنها را به وسیلۀ تله‌پورت کوانتومی، به یک کانال کوانتومی دیگر منتقل کردند. تله‌پورت کوانتومی، فرایندی است که به وسیلۀ منابع کارآمد فوتونی و تکنولوژی شناسایی امکان­پذیر شده است. این کانال کوانتومی بسیار کارآمدتر است. یعنی احتمال ناپدیدشدن فوتون­‌ها حین اندازه‌­گیری پایین می­ باشد. مورگان وستون، نویسنده­ ارشد این مقاله در بیانیه­‌ای خبری گفت: «اینجاست که آزمایش تاییدیه، با نام کنترل کوانتومی را می­ توان بدون هیچ مشکلی انجام داد.»

اگر این نتایج را بتوان خارج از محیط آزمایشگاه اجرا کرد، محققان قادر به ساخت شبکه­‌های کوانتومی با قابلیت اتصال به رایانه­‌ها خواهند بود. این شبکه که بسیاری آن را اینترنت کوانتومی می­ نامند، می­ تواند انقلابی در ارتباطات ما ایجاد کند. ارتباطات کنونی، در معرض هک­ شدن و ایجاد اختلال قرار دارند. اطلاعات اگر به دست فرد اشتباهی بیافتد تبدیل به سلاحی قدرتمند می­ شود و حفاظت از آن، در سطح شخصی و ملی، امری حیاتی است. در واقع، ایالات متحده پیشنهاد ایجاد شاخه­‌ای جدید در ارتش را ارائه داده است که به حفاظت از ماهواره‌­ها بپردازد، زیرا امنیت اطلاعات مسئله­‌ای بسیار مهم است.

اینترنت کوانتومی می­تواند به وسیلۀ ارتباطی بسیار ایمن در دنیای دیجیتال تبدیل شود که از اطلاعات اشخاص و دولت­ها محافظت می­ کند. بدست­ آوردن توانایی آزمایش فوتون­‌ها مبنی بر نشان­دادن “عمل شبح­‌وار راه دور” بدون ناپدیدشدن فوتون­‌ها، چشم­انداز بزرگی در مسیر ساخت اینترنت کوانتومی محسوب می­ شود. با پیشرفت­‌های اینچنینی و گسترش رایانه‌­های کوانتومی، ما یک قدم به این هدف بزرگ نزدیک­تر شده‌­ایم.