A kvantuminternet létrehozásáért folyó verseny

[hirdetés_1]

Európa egy új, biztonságosabb, kvantumfizikán alapuló hálózati infrastruktúra létrehozását szorgalmazza, amely segítene megakadályozni a hackerek információlopását.

Európa, Kína és az Egyesült Államok kvantumszámítógépek és az internet fejlesztésébe fektet be. Fotó: metamorworks — Európa, Kína és az Egyesült Államok kvantumszámítógépek és az internet fejlesztésébe fektet be. Fotó: *metamorworks*

2023 májusában Dr. Benjamin Lanyon, az ausztriai Innsbrucki Egyetem munkatársa jelentős lépést tett egy újfajta internet létrehozása felé. Egy 50 kilométeres optikai kábelen továbbított információt a kvantumfizika alapelveit alkalmazva. A kvantumfizikában az információ különbözik a számítógépek által tárolt és feldolgozott bináris számjegyektől, amelyek a mai világháló magját alkotják. A kvantumfizika világa a molekulák, atomok és még kisebb részecskék, például az elektronok és a fotonok tulajdonságaira és kölcsönhatásaira összpontosít. A kvantumbitek, vagyis a qubitek, pontosabb információátvitelt tesznek lehetővé, segítve megelőzni a kiberlopásokat.

Lanyon elmondta, hogy kutatása lehetővé teszi a kvantuminternetet a városokon belül, és végül az egész városon átívelően. Áttörése az Európai Unió (EU) kutatási projektjének része, amelynek célja a kvantuminternet felé való közelebb kerülés. A Quantum Internet Alliance (QIA) nevű projekt Európa-szerte kutatóintézeteket és vállalatokat tömörít. A Phys.org szerint a QIA 3,5 év alatt, 2026 márciusának végéig 25,5 millió dolláros EU-finanszírozást kapott.

„A kvantuminternet nem fogja felváltani a hagyományos internetet, hanem kiegészíti azt” – mondta Stephanie Wehner, a hollandiai Delfti Műszaki Egyetem kvantuminformáció-professzora és a QIA koordinátora.

A kvantumfizika egyik fontos fogalma a kvantum-összefonódás. Ha két részecske összefonódik, függetlenül attól, hogy milyen messze vannak egymástól a térben, továbbra is hasonló tulajdonságokkal rendelkeznek. Például mindkettőnek ugyanaz a „spinje”, amely az elemi részecske belső impulzusmomentumának irányát jelöli. Egy részecske spinállapota nem egyértelmű, amíg meg nem figyeljük. Ezt megelőzően különböző állapotokban vannak, amelyeket szuperpozícióknak nevezünk. De miután megfigyeltük, mindkét részecske állapota egyértelműen definiálódik.

Ez hasznos a biztonságos kommunikációhoz. Azok, akik lehallgatják a kvantumátvitelt, egyértelmű nyomot hagynának a megfigyelt részecske állapotának megváltoztatásával. „A kvantum-összefonódás tulajdonságait felhasználhatjuk a biztonságos kommunikáció eléréséhez, még akkor is, ha a támadó kvantumszámítógéppel rendelkezik” – magyarázza Wehner.

A kvantuminternet biztonságos kommunikációs képességei sokkal szélesebb körű alkalmazási lehetőségeket nyithatnak meg, mint a hagyományos internet. Az orvostudományban például a kvantum-összefonódás lehetővé teheti az óraszinkronizációt, javítva a távsebészetet. A csillagászatban a nagy távolságú megfigyeléseket végző teleszkópok „a kvantuminternet segítségével összefonódást hozhatnak létre az érzékelők között, sokkal jobb minőségű képeket biztosítva az égboltról” – mondta Wehner.

A kihívás most az, hogy a kvantuminternetet felskálázzuk, hogy sok részecskét nagy távolságokon is lehessen használni. Lanyon és kollégái nemcsak az egyes részecskék, hanem a részecskesugarak (jelen esetben fotonok) közötti kommunikációt is bebizonyították, felgyorsítva a kvantumcsomópontok közötti összefonódás sebességét. A végső cél a kvantumcsomópontok kiterjesztése nagyobb távolságra, talán 500 kilométerre, létrehozva egy olyan kvantuminternetet, amely a hagyományos internethez hasonlóan képes összekapcsolni a távoli városokat.

Európán kívül Kína és az Egyesült Államok is előrelépéseket tett a kvantum-számítástechnika és az internet terén az elmúlt években. Európa előrébb jár a biztonságos kommunikációt szolgáló integrált űr- és földi infrastruktúra fejlesztésében, amely a kvantuminternet központi eleme.

An Khang ( a Phys.org szerint)

[hirdetés_2]
Forráslink