Závod o vytvoření kvantového internetu

Evropa usiluje o vytvoření nové, bezpečnější síťové infrastruktury založené na kvantové fyzice, která by pomohla zabránit hackerům v krádeži informací.

Evropa, Čína a USA investují do vývoje kvantových počítačů a internetu. Foto: metamorworks — Evropa, Čína a USA investují do vývoje kvantových počítačů a internetu. Foto: *metamorworks*

V květnu 2023 učinil Dr. Benjamin Lanyon z Univerzity v Innsbrucku v Rakousku významný krok k vytvoření nového druhu internetu. Přenesl informace po 50kilometrovém optickém kabelu s využitím principů kvantové fyziky. Informace v kvantové fyzice se liší od binárních číslic, které počítače ukládají a zpracovávají, což je jádro dnešní World Wide Web. Svět kvantové fyziky se zaměřuje na vlastnosti a interakce molekul, atomů a dokonce i menších částic, jako jsou elektrony a fotony. Kvantové bity neboli qubity nabízejí potenciál pro přesnější přenos informací a pomáhají předcházet kybernetickým krádežím.

Lanyon uvedl, že jeho výzkum umožní vznik kvantového internetu ve městech a nakonec i napříč městy. Jeho průlom je součástí výzkumného projektu Evropské unie (EU), jehož cílem je přiblížit se kvantovému internetu. Projekt s názvem Quantum Internet Alliance (QIA) sdružuje výzkumné ústavy a společnosti z celé Evropy. QIA podle serveru Phys.org obdržela od EU finanční prostředky ve výši 25,5 milionu dolarů na dobu 3,5 roku, tedy do konce března 2026.

„Kvantový internet nenahradí konvenční internet, ale doplní ho,“ uvedla Stephanie Wehnerová, profesorka kvantové informace na Delftské technické univerzitě v Nizozemsku a koordinátorka QIA.

Důležitým konceptem v kvantové fyzice je kvantové provázání. Pokud jsou dvě částice provázané, bez ohledu na to, jak daleko jsou v prostoru, stále mají podobné vlastnosti. Například obě mají stejný „spin“, který představuje směr vnitřního momentu hybnosti elementární částice. Spinový stav částice není jasný, dokud není pozorován. Předtím se nacházejí v různých stavech zvaných superpozice. Jakmile jsou však pozorovány, stavy obou částic jsou jasně definovány.

To je užitečné pro bezpečnou komunikaci. Ti, kdo zachytí kvantové přenosy, zanechají jasnou stopu provedením změn ve stavu pozorované částice. „Vlastnosti kvantového provázání můžeme využít k dosažení bezpečné komunikace, i když má útočník kvantový počítač,“ vysvětluje Wehner.

Bezpečné komunikační možnosti kvantového internetu by mohly otevřít mnohem širší škálu aplikací než tradiční internet. Například v medicíně by kvantové provázání mohlo umožnit synchronizaci hodin a zlepšit tak vzdálenou chirurgii. V astronomii by teleskopy provádějící pozorování na velké vzdálenosti mohly „využít kvantový internet k vytvoření provázání mezi senzory, což by poskytovalo mnohem kvalitnější snímky oblohy,“ uvedl Wehner.

Výzvou nyní je rozšířit kvantový internet tak, aby využíval mnoho částic na velké vzdálenosti. Lanyon a jeho kolegové také prokázali komunikaci nejen mezi jednotlivými částicemi, ale také mezi paprsky částic (v tomto případě fotonů), čímž se zvýšila rychlost provázání mezi kvantovými uzly. Konečným cílem je rozšířit kvantové uzly na větší vzdálenosti, možná až 500 kilometrů, a vytvořit tak kvantový internet, který dokáže propojit vzdálená města, podobně jako tradiční internet.

Mimo Evropu dosáhly v posledních letech pokroku v oblasti kvantových výpočtů a internetu i Čína a USA. Evropa dále pokročila ve vývoji integrované vesmírné a pozemní infrastruktury pro bezpečnou komunikaci, která je klíčovou součástí kvantového internetu.

An Khang (podle Phys.org )

Zdrojový odkaz