Kappløpet om å skape et kvanteinternett.

Europa presser på for å opprette en ny, sikrere nettverksinfrastruktur basert på kvantefysikk, som vil bidra til å forhindre hackere i å stjele informasjon.

Europa, Kina og USA investerer i utviklingen av kvantedatamaskiner og kvanteinternett. Foto: metamorworks

I mai 2023 gjorde Dr. Benjamin Lanyon ved Universitetet i Innsbruck i Østerrike et betydelig gjennombrudd i å skape en ny type internett. Han overførte informasjon langs en 50 kilometer lang fiberoptisk kabel ved hjelp av prinsippene fra kvantefysikk. Informasjon i kvantefysikk er forskjellig fra den binære dataenheten som lagres og behandles av datamaskiner, kjernen i dagens World Wide Web. Kvantefysikkens verden fokuserer på egenskapene og interaksjonene til molekyler, atomer og til og med mindre partikler som elektroner og fotoner. Kvantebiter, eller qubits, tilbyr potensialet for mer presis informasjonsoverføring, noe som bidrar til å forhindre informasjonstyveri over nettverk.

Lanyon sier at forskningen hans vil gjøre kvanteinternett mulig i byer, med mål om deretter å utvide rekkevidden mellom byer. Gjennombruddet hans er en del av et forskningsprosjekt i Den europeiske union (EU) som tar sikte på å komme nærmere et kvanteinternett. Prosjektet, kalt Quantum Internet Alliance (QIA), samler en rekke forskningsinstitusjoner og selskaper over hele Europa. QIA har mottatt 25,5 millioner dollar i EU-finansiering over 3,5 år, frem til slutten av mars 2026, ifølge Phys.org .

«Kvanteinternettet vil ikke erstatte det konvensjonelle internettet, men snarere kombineres med det», delte Stephanie Wehner, professor i kvanteinformasjon ved Delft teknologiske universitet i Nederland og koordinator for QIA.

Et sentralt konsept i kvantefysikk er kvanteforvikling. Hvis to partikler er forviklingt, uansett hvor langt fra hverandre de er i rommet, vil de ha lignende egenskaper. For eksempel vil begge ha samme "spinn", som indikerer retningen på det iboende vinkelmomentet til en fundamentalpartikkel. Spinntilstanden til en partikkel er ikke klar før den observeres. Før det eksisterer de i forskjellige tilstander kalt superposisjoner. Men når de først er observert, er tilstanden til begge partiklene klart definert.

Dette er svært nyttig i sikker kommunikasjon. De som i hemmelighet avlytter kvantedataoverføringer, vil etterlate et tydelig spor ved å skape endringer i tilstanden til de observerte partiklene. «Vi kan bruke egenskapene til kvanteforviklinger for å oppnå et sikkert kommunikasjonsmål selv om angriperen har en kvantedatamaskin», forklarer Wehner.

De sikre kommunikasjonsmulighetene som oppnås med kvanteinternett kan åpne for et mye bredere spekter av bruksområder enn tradisjonelle internettnettverk. Innen medisin tillater for eksempel kvanteforvikling klokkesynkronisering og forbedret fjernkirurgi. For astronomi kan teleskoper som utfører fjerne observasjoner «bruke kvanteinternett til å skape forvikling mellom sensorer, noe som gir bilder av himmelen med mye bedre kvalitet», sa Wehner.

Den nåværende utfordringen er å skalere opp kvanteinternettet for å bruke flere partikler over lange avstander. Lanyon et al. demonstrerte også kommunikasjon ikke bare mellom individuelle partikler, men også mellom partikkelstråler (i dette tilfellet fotoner), noe som økte sammenfiltringshastigheten mellom kvantenoder. Det endelige målet er å utvide kvantenoder over større avstander, muligens 500 km, og skape en slags kvanteinternett som kan koble sammen fjerne byer, i likhet med tradisjonelle internettnettverk.

Utover Europa har Kina og USA også gjort betydelige fremskritt innen kvantedatabehandling og kvanteinternett de siste årene. Europa går lenger ved å utvikle integrert rom- og jordinfrastruktur for sikker kommunikasjon, en kjernekomponent i kvanteinternett.

An Khang (ifølge Phys.org )

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