کتاب Quantum Communication and Quantum Internet Applications

طرفداران، از اینترنت کوانتومی نوظهور (Quaint) به عنوان پدیده‌ای “بسیار مورد انتظار” یاد می‌کنند، و در حالی که شبکه‌های کوانتومی تجاری/بزرگ در حال حاضر وجود ندارند، انتظار می‌رود که تا پایان دهه جاری شاهد استقرار ابتدایی آن‌ها باشیم.

محاسبات کوانتومی، به ویژه در ترکیب با سطح بالایی از اتصال متقابل که توسط اتصال کوانتومی تسهیل می‌شود، می‌تواند مجموعه‌ای از کاربردهای جدید و قبلاً غیرقابل دسترس را ممکن سازد—این کاربردها شامل محاسبات کوانتومی کور، دورانتقالی (اطلاعات)، همگام‌سازی ساعت، توزیع کلید کوانتومی، دسترسی امن به رایانه‌های کوانتومی از راه دور، کدگذاری فوق چگال، شناسایی امن، حسگرهای توزیع‌شده و سایر کاربردهای علمی و تجاری می‌شوند.

هدف این کتاب ارائه یک مقدمه اساسی برای متخصصان در زمینه مبانی و کاربردهای نوظهور ارتباطات کوانتومی است—این کتاب برای محققان نوشته نشده بلکه مخاطب آن متخصصان مخابرات هستند. اصول اولیه مکانیک کوانتومی در یک چارچوب ریاضیاتی حداقلی و عمدتاً خودآموز مورد بحث قرار می‌گیرد.

در گذشته نزدیک، منابع متنی معدودی در این زمینه منتشر شده‌اند، اما هدف ما این است که این علم را برای “فرد ماهر معمولی در این فن”—یک متخصص مخابراتی معمولی—قابل دسترس کنیم و یک توصیف به‌روز از این رشته ارائه دهیم. طبیعتاً، خواننده نباید انتظار داشته باشد که از یک متن واحد، آموزش کاملی از این زمینه، به ویژه مکانیک کوانتومی زیربنایی آن، به دست آورد.

برای خوانندگان علاقه‌مند، کتاب Quantum Communication and Quantum Internet Applications می‌تواند به عنوان نقطه شروع، همراه با مجموعه‌ای از مراجع دیگر که بر جنبه‌های خاصی از رشته محاسبات کوانتومی و مکانیک کوانتومی تمرکز دارند، مورد استفاده قرار گیرد.

پس از یک فصل مقدماتی و کلی، فصل دوم مفاهیم اساسی در فیزیک کوانتومی را با شرح برخی از ریاضیات مورد نیاز برای بحث، ضمن تلاش برای به حداقل رساندن ابزارهای ریاضی، پوشش می‌دهد. فصل سوم به ادامه بحث می‌پردازد و به برخی از ریاضیات پیشرفته‌تر، اما با توجه به وضوح، می‌پردازد.

فصل چهارم مفاهیم اساسی در فیزیک کوانتومی را با شرح برخی از فناوری‌های فیزیکی، ضمن حفظ حداقل کافی از علم، پوشش می‌دهد. فصل پنجم مروری بر رایانه‌های کوانتومی ارائه می‌دهد، زیرا این گره‌ها نقاط پایانی هستند که توسط اینترنت کوانتومی در آینده پشتیبانی خواهند شد. فصل ششم بر ارتباطات کوانتومی، از جمله معماری‌های منطقی و Quaint، تمرکز دارد.

سپس، در فصل هفتم کتاب Quantum Communication and Quantum Internet Applications، تلاش می‌کنیم تا بحثی قابل دسترس در مورد امنیت مبتنی بر کوانتوم ارائه دهیم.

فصل هشتم اطلاعاتی در مورد ابزارهای نرم‌افزاری که می‌توان از آن‌ها برای توسعه برنامه‌های کوانتومی شبکه‌ای استفاده کرد، ارائه می‌دهد. واژه‌نامه‌ها نه تنها اصطلاحات کلیدی در هر فصل را تعریف می‌کنند، بلکه به شرح مفاهیم مختلف مطرح شده در فصل‌های مربوطه نیز می‌پردازند و باید به عنوان بخشی از فرآیند آموزشی مطالعه شوند.

این متن به عنوان مروری بر فعالیت‌های تحقیقاتی جاری یا یک آموزش کامل در این زمینه در نظر گرفته نشده است. علاوه بر این، نویسندگان هیچ‌یک از علوم یا ریاضیات مکانیک کوانتومی را توسعه نداده‌اند. بنابراین، مطالب پس‌زمینه گنجانده شده در تعدادی از فصل‌ها از کل صنعت گرفته شده است، با قدردانی فراوان از منابع اطلاعات.

هدف کتاب Quantum Communication and Quantum Internet Applications، تلفیق مطالب پس‌زمینه و برجسته کردن کاربرد آن در زمینه نوظهور ارتباطات کوانتومی و اینترنت کوانتومی، به روشی قابل دسترس است، به طوری که مدیران و سایر افراد غیرمتخصص بتوانند درک اولیه‌ای از این رشته، به صورت محدود و کاربردی در زمینه اتصال و شبکه‌سازی از راه دور، به دست آورند.