Ο αγώνας για τη δημιουργία ενός κβαντικού διαδικτύου.

Η Ευρώπη πιέζει για τη δημιουργία μιας νέας, πιο ασφαλούς δικτυακής υποδομής βασισμένης στην κβαντική φυσική, η οποία θα βοηθούσε στην αποτροπή της κλοπής πληροφοριών από χάκερ.

Η Ευρώπη, η Κίνα και οι ΗΠΑ επενδύουν στην ανάπτυξη της κβαντικής πληροφορικής και του κβαντικού διαδικτύου. Φωτογραφία: metamorworks

Τον Μάιο του 2023, ο Δρ. Μπέντζαμιν Λάνιον στο Πανεπιστήμιο του Ίνσμπρουκ στην Αυστρία σημείωσε μια σημαντική ανακάλυψη στη δημιουργία ενός νέου τύπου διαδικτύου. Μετέδωσε πληροφορίες μέσω ενός καλωδίου οπτικών ινών μήκους 50 χιλιομέτρων, χρησιμοποιώντας τις αρχές της κβαντικής φυσικής. Οι πληροφορίες στην κβαντική φυσική διαφέρουν από τη δυαδική μονάδα δεδομένων που αποθηκεύεται και επεξεργάζεται από υπολογιστές, τον πυρήνα του σημερινού Παγκόσμιου Ιστού. Ο κόσμος της κβαντικής φυσικής επικεντρώνεται στις ιδιότητες και τις αλληλεπιδράσεις μορίων, ατόμων και ακόμη μικρότερων σωματιδίων όπως τα ηλεκτρόνια και τα φωτόνια. Τα κβαντικά bits, ή qubits, προσφέρουν τη δυνατότητα για πιο ακριβή μετάδοση πληροφοριών, συμβάλλοντας στην πρόληψη της κλοπής πληροφοριών μέσω δικτύων.

Ο Lanyon λέει ότι η έρευνά του θα καταστήσει εφικτό το κβαντικό διαδίκτυο εντός των πόλεων, με στόχο στη συνέχεια την επέκταση της εμβέλειας μεταξύ των πόλεων. Η ανακάλυψή του αποτελεί μέρος ενός ερευνητικού έργου της Ευρωπαϊκής Ένωσης (ΕΕ) που στοχεύει στην προσέγγιση ενός κβαντικού διαδικτύου. Το έργο, που ονομάζεται Συμμαχία Κβαντικού Διαδικτύου (QIA), συγκεντρώνει πολλά ερευνητικά ιδρύματα και εταιρείες από όλη την Ευρώπη. Το QIA έχει λάβει χρηματοδότηση 25,5 εκατομμυρίων δολαρίων από την ΕΕ σε διάστημα 3,5 ετών, μέχρι τα τέλη Μαρτίου 2026, σύμφωνα με το Phys.org .

«Το κβαντικό διαδίκτυο δεν θα αντικαταστήσει το συμβατικό διαδίκτυο, αλλά μάλλον θα συνδυαστεί με αυτό», δήλωσε η Stephanie Wehner, καθηγήτρια κβαντικών πληροφοριών στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Ντελφτ στην Ολλανδία και συντονίστρια του QIA.

Μια βασική έννοια στην κβαντική φυσική είναι η κβαντική διεμπλοκή. Εάν δύο σωματίδια είναι διεμπλεκόμενα, ανεξάρτητα από το πόσο μακριά βρίσκονται στο χώρο, θα έχουν παρόμοιες ιδιότητες. Για παράδειγμα, και τα δύο θα έχουν το ίδιο «σπιν», το οποίο υποδεικνύει την κατεύθυνση της εγγενούς στροφορμής ενός θεμελιώδους σωματιδίου. Η κατάσταση σπιν ενός σωματιδίου δεν είναι σαφής μέχρι να παρατηρηθεί. Πριν από αυτό, υπάρχουν σε διάφορες καταστάσεις που ονομάζονται υπερθέσεις. Αλλά μόλις παρατηρηθούν, η κατάσταση και των δύο σωματιδίων ορίζεται σαφώς.

Αυτό είναι πολύ χρήσιμο στην ασφαλή επικοινωνία. Όσοι παρακολουθούν κρυφά τις κβαντικές μεταδόσεις δεδομένων θα αφήσουν ένα σαφές ίχνος δημιουργώντας αλλαγές στην κατάσταση των παρατηρούμενων σωματιδίων. «Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τις ιδιότητες της κβαντικής διεμπλοκής για να επιτύχουμε ένα ασφαλές μέτρο επικοινωνίας ακόμη και αν ο εισβολέας διαθέτει κβαντικό υπολογιστή», εξηγεί ο Wehner.

Οι δυνατότητες ασφαλούς επικοινωνίας που επιτυγχάνονται από το κβαντικό διαδίκτυο θα μπορούσαν να ανοίξουν ένα πολύ ευρύτερο φάσμα εφαρμογών από τα παραδοσιακά δίκτυα διαδικτύου. Για παράδειγμα, στην ιατρική, η κβαντική διεμπλοκή επιτρέπει τον συγχρονισμό του ρολογιού και τη βελτιωμένη απομακρυσμένη χειρουργική επέμβαση. Για την αστρονομία, τα τηλεσκόπια που διεξάγουν μακρινές παρατηρήσεις θα μπορούσαν «να χρησιμοποιήσουν το κβαντικό διαδίκτυο για να δημιουργήσουν διεμπλοκή μεταξύ αισθητήρων, παρέχοντας εικόνες του ουρανού πολύ καλύτερης ποιότητας», δήλωσε ο Βένερ.

Η τρέχουσα πρόκληση είναι η κλιμάκωση του κβαντικού διαδικτύου ώστε να χρησιμοποιεί πολλαπλά σωματίδια σε μεγάλες αποστάσεις. Ο Lanyon et al. απέδειξε επίσης την επικοινωνία όχι μόνο μεταξύ μεμονωμένων σωματιδίων αλλά και μεταξύ δεσμών σωματιδίων (στην προκειμένη περίπτωση, φωτονίων), ενισχύοντας τους ρυθμούς διεμπλοκής μεταξύ των κβαντικών κόμβων. Ο απώτερος στόχος είναι η επέκταση των κβαντικών κόμβων σε μεγαλύτερες αποστάσεις, πιθανώς 500 χλμ., δημιουργώντας ένα είδος κβαντικού διαδικτύου που μπορεί να συνδέει μακρινές πόλεις, παρόμοια με τα παραδοσιακά δίκτυα διαδικτύου.

Πέρα από την Ευρώπη, η Κίνα και οι ΗΠΑ έχουν επίσης σημειώσει σημαντική πρόοδο στην κβαντική υπολογιστική και το κβαντικό διαδίκτυο τα τελευταία χρόνια. Η Ευρώπη προχωρά περαιτέρω αναπτύσσοντας ολοκληρωμένες διαστημικές και επίγειες υποδομές για ασφαλή επικοινωνία, ένα βασικό στοιχείο του κβαντικού διαδικτύου.

Αν Χανγκ (Σύμφωνα με το Phys.org )

Σύνδεσμος πηγής: https://vnexpress.net/cuoc-dua-tao-ra-mang-internet-luong-tu-4663789.html