حقق فريق فيزيائيين من الجامعة العبرية في القدس تقدمًا حاسمًا في مجال الاتصال الكمي، مقترحًا طريقة جديدة تجعل الاتصال الكمي الآمن أقرب إلى السيناريوهات التطبيقية الفعلية دون الحاجة إلى أجهزة مثالية. قاد الدراسة الطالبان الدكتوراه Yuval Bloom وYoad Ordan تحت إشراف البروفيسور Ronen Rapaport في معهد راكاه للفيزياء بالجامعة العبرية، بالتعاون مع باحثين من مختبر لوس ألاموس الوطني، ونُشرت النتائج في PRX Quantum.

على مدى أربعين عامًا، اعتمدت تقنية توزيع المفتاح الكمي (QKD) على "مصدر فوتون واحد مثالي" لتحقيق اتصال آمن غير مشروط، لكن تصنيع مثل هذه الأجهزة صعب ومكلف للغاية. تحولت الحلول التقليدية إلى استخدام الليزر، لكن بسبب ظاهرة الفوتونات المتعددة غير القابلة للتحكم في نبضات الضوء، أصبحت السلامة ومسافة الإرسال محدودة. لمعالجة هذه النقطة المؤلمة، طور الفريق البحثي بشكل مبتكر بروتوكولين متوافقين مع مصادر الفوتون الحالية: تقنية مصدر فوتونات تحت بواسونية قائمة على النقاط الكمية. من خلال التحكم الديناميكي في الخصائص البصرية للنقاط الكمية ومطابقة الهوائيات النانوية، حقق الفريق التحكم الدقيق في انبعاث الفوتونات، وتحقق من استراتيجيتي التشفير: "بروتوكول حالة الإغراء المقطوعة" و"بروتوكول التنقية". يعزز الأول السلامة بإزالة ثغرات أحداث الفوتونات المتعددة، بينما يحسن الثاني جودة الإشارة من خلال تصفية الفوتونات الزائدة في الوقت الفعلي. أظهرت البيانات التجريبية أن الطريقة الجديدة تفوق مخطط الليزر التقليدي بأكثر من 3 ديسيبل في مسافة تبادل المفاتيح الآمنة، مما يضع معيارًا جديدًا للمجال.

للتحقق من جدوى التكنولوجيا، بنى الفريق جهاز اتصال كمي فعلي قائم على مصدر نقاط كمية في درجة حرارة الغرفة، وشغّل نسخة محسنة من بروتوكول التشفير BB84. أظهرت النتائج أن الطريقة ليست متوافقة فقط مع مصادر ضوء كمية متعددة، بل تفوق الأداء الحالي بشكل ملحوظ، مما يُتوقع أن يقلل تكاليف ومتطلبات النشر على نطاق واسع.