QNodeOS يحدث ثورة في الشبكات الكمومية: أول نظام تشغيل! 🚀⚛️

أعلن باحثو تحالف الإنترنت الكمومي (QIA) في جامعة دلفت للتكنولوجيا، وجامعة QuTech، وجامعة إنسبروك، والمعهد الوطني للبحوث العلمية والتقنية (INRIA)، والمركز الوطني الفرنسي للبحث العلمي (CNRS) مؤخرًا عن إنشاء أول نظام تشغيل مصمم للشبكات الكمومية: كيو نود أو إس 🚀. البحث، نُشر في مجلة Nature، يمثل خطوة كبيرة إلى الأمام في تحويل الشبكات الكمومية من مفهوم نظري إلى تقنية عملية يمكن أن تحدث ثورة في مستقبل الإنترنت 🌐.

تهدف أبحاثنا إلى توفير تقنية الشبكات الكمومية للجميع. مع نظام QNodeOS، نخطو خطوةً كبيرةً للأمام. فلأول مرة، أصبح من الممكن برمجة التطبيقات وتشغيلها بسهولة على شبكة كمومية، كما توضح البروفيسورة الدكتورة ستيفاني وينر، أستاذة الحوسبة الكمومية في معهد QuTech لتكنولوجيا الكم بجامعة دلفت للتكنولوجيا، والتي قادت الدراسة. "ويعمل عملنا أيضًا على إنشاء إطار عمل يفتح مجالات جديدة للبحث في الحوسبة الكمومية." 💡

إزالة الحواجز أمام المطورين 👩‍💻👨‍💻

لقد أدت القدرة على برمجة الأجهزة الكلاسيكية بسهولة مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف المحمولة إلى تحويل عالمنا وتمكين إنشاء مجموعة واسعة من التطبيقات. وتقول مارياجراتسيا جوليانو، طالبة الدكتوراه في جامعة QuTech: "يعمل النظام مثل البرنامج الموجود على جهاز الكمبيوتر المنزلي الخاص بك: لا تحتاج إلى معرفة كيفية عمل الأجهزة لاستخدامه".

ومن خلال إزالة الحاجز بين أجهزة الشبكات والبرامج، سيسمح نظام التشغيل للمطورين بإنشاء تطبيقات متوافقة مع مجموعة واسعة من الأجهزة بسهولة، مما يمهد الطريق لتكنولوجيا الشبكات الكمومية للوصول إلى المجتمع.

نظام تشغيل قابل للبرمجة بالكامل 💻✨

يعد نظام تشغيل الشبكة الكمومية، المعروف باسم QNodeOS، قابلاً للبرمجة بالكامل، مما يعني أن التطبيقات يمكن أن تعمل على مستوى عالٍ، على غرار تلك الموجودة على أنظمة التشغيل التقليدية مثل Windows أو Android. على عكس الأنظمة السابقة، التي كانت تتطلب برمجة كود محدد لكل إعداد تجريبي، يجعل QNodeOS من السهل إدارة معالجات الكم المتصلة بالشبكة بغض النظر عن منصة الأجهزة المستخدمة.

يوضح بارت فان دير فيشت، طالب الدكتوراه في جامعة QuTech، قائلاً: "هذه الهندسة المعمارية، التي لم يتم إنشاؤها من قبل للشبكات الكمومية، تسمح للمطورين بالتركيز على منطق التطبيق بدلاً من تفاصيل الأجهزة". "وهذا يجعل من السهل إنشاء أنواع جديدة من التطبيقات، بعضها لا يمكننا حتى تخيله اليوم." 🤯

المؤلفة المراسلة ستيفاني وينر والمؤلفون المشاركون مارياجراتسيا جوليانو وكارلو ديلي دون وبارت فان دير فيشت، في سياق كود التطبيق عالي المستوى القابل للتنفيذ على أجهزة الشبكة الكمومية باستخدام مجموعة QNodeOS. حقوق الصورة: ستوديو أوستروم

متوافق مع أنواع متعددة من الأجهزة 🔗

تختلف تطبيقات الشبكات الكمومية عن تلك التي يتم تشغيلها على جهاز كمبيوتر كمي، مما يشكل تحديات فريدة كان على الباحثين التغلب عليها. على عكس أجهزة الكمبيوتر الكمومية التي تقوم بتشغيل برنامج واحد، تتطلب تطبيقات الكم المتصلة بالشبكة تشغيل برامج متعددة بشكل مستقل على عقد مختلفة في الشبكة - مثل تطبيق العميل على هاتفك وخادم في السحابة ☁️.

ويجب تنسيق هذه البرامج من خلال المراسلة والتشابك الكمي، وهو نوع خاص من الاتصال الذي يدعم الشبكات الكمومية. يقوم QNodeOS بحل هذه التحديات الفريدة لنموذج التنفيذ الكمي الشبكي.

وأظهر الباحثون أن نظام QNodeOS يمكنه العمل مع أنواع متعددة من الأجهزة الكمومية، وذلك من خلال ربطه بنوعين مختلفين للغاية من المعالجات الكمومية. يقول تريسي نورثوب، أستاذ في جامعة إنسبروك، النمسا: "تعمل معالجات الأيونات المحاصرة لدينا بشكل مختلف تمامًا عن تلك التي تعتمد على مراكز ألوان الماس، لكننا أظهرنا أن QNodeOS يمكنه العمل مع كليهما". 💎⚛️

مستقبل الشبكات الكمومية 🌟

أدى إنشاء QNodeOS إلى جمع خبراء في الفيزياء وعلوم الكمبيوتر والهندسة لاتخاذ خطوة رئيسية في مهمة QIA لبناء شبكة كمية قابلة للتطوير ومفيدة يمكنها دعم التطبيقات في العالم الحقيقي. وعلى طول الطريق، سوف يوفر نظام التشغيل إطارًا حاسمًا لمزيد من الأبحاث والتجارب.

وكخطوة تالية، تعمل هيئة الاستثمار القطرية على توفير إمكانية الوصول العالمي إلى مكونات البرامج والأجهزة الخاصة بهذه التكنولوجيا. إحدى الطرق هي استخدام QNodeOS على Quantum Network Explorer، وهو برنامج عرض الإنترنت الكمي الخاص بشركة QuTech. سيسمح هذا لجمهور أوسع بكثير بالتجريب والابتكار وإنشاء برامج للشبكات الكمومية، مما يؤدي إلى تسريع تطور هذا المجال 🚀🔬.