مع التطور السريع للذكاء الاصطناعي (AI)، ارتفعت متطلبات تدفق البيانات بشكل صاروخي، مما يضع مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي أمام تحديات غير مسبوقة تشمل الحاجة إلى اتصالات أسرع، والزيادة الهائلة في استهلاك الطاقة، والتهديدات الأمنية الكمومية. لمواجهة هذه التحديات، نُشرت في مجلة Advanced Photonics دراسة حديثة تقترح هيكلاً أمنياً كمومياً (quantum-secure architecture) يقدّم حلاً متكاملاً لسيناريوهات الربط البصري بين مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي (AI-DCI).

يحقق هذا الهيكل الأمني الكمومي سرعات نقل تصل إلى مستوى تيرابت في الثانية مع تقليل استهلاك معالجة الإشارات الرقمية (DSP) وبالتالي خفض استهلاك الطاقة. يؤكد الباحثون: «عملنا يمهد الطريق لجيل جديد من أنظمة الربط البصري الآمنة والقابلة للتوسع والاقتصادية». ولتبسيط عملية النقل، يعتمد النظام تقنية النقل المتسق ذاتي التضمين (SHC) التي تتيح لجهاز الاستقبال فك تشفير الإشارة ومعالجتها بسهولة مع حساسية عالية واستقرار ممتاز، مما يسمح بإرسال بيانات بسرعة تتجاوز 1.6 تيرابت في الثانية بتكلفة واستهلاك طاقة منخفضين.

من ناحية الأمان، يدمج النظام تقنية QKD التي تولد مفاتيح تشفير لا يمكن اعتراضها أو نسخها بموجب مبادئ ميكانيكا الكم، ويتم تعزيز التشفير الكلاسيكي باستخدام AES-256 مدعوم بمفاتيح كمومية لتوفير حماية قوية وطويلة الأمد. ولمعالجة الإشارات الكلاسيكية والكمومية معاً، يعتمد النظام ألياف بصرية متعددة النوى (multi-core fiber) تتيح نقل الإشارات المختلفة بالتوازي دون تداخل.

في الاختبارات المعملية، حقق النظام معدل مفاتيح آمنة متوسط 229 كيلوبت/ثانية، مع دعم نقل بيانات مشفّرة بسرعة 400 جيجابت/ثانية لكل نواة. وفي اختبار مستمر لمدة 24 ساعة على ليف بصري بطول 3.5 كم يحاكي بيئة حقيقية، نقل النظام بيانات كلاسيكية بمعدل 2 تيرابايت في الثانية مع الحفاظ على معدل مفاتيح آمنة متوسط 205 كيلوبايت/ثانية، ونجح في تشفير وفك تشفير 21.6 بيتابايت من البيانات في الوقت الحقيقي دون أي أخطاء.