Wyścig mający na celu stworzenie internetu kwantowego.

Europa naciska na stworzenie nowej, bezpieczniejszej infrastruktury sieciowej opartej na fizyce kwantowej, która pomogłaby uniemożliwić hakerom kradzież informacji.

Europa, Chiny i USA inwestują w rozwój komputerów kwantowych i internetu kwantowego. Zdjęcie: metamorworks

W maju 2023 roku dr Benjamin Lanyon z Uniwersytetu w Innsbrucku w Austrii dokonał przełomu w tworzeniu nowego rodzaju internetu. Przesłał informacje 50-kilometrowym światłowodem, wykorzystując zasady fizyki kwantowej. Informacje w fizyce kwantowej różnią się od binarnych jednostek danych przechowywanych i przetwarzanych przez komputery, stanowiących rdzeń dzisiejszej sieci WWW. Świat fizyki kwantowej koncentruje się na właściwościach i interakcjach cząsteczek, atomów, a nawet mniejszych cząstek, takich jak elektrony i fotony. Bity kwantowe, czyli kubity, oferują potencjał do bardziej precyzyjnej transmisji informacji, pomagając zapobiegać jej kradzieży w sieciach.

Lanyon twierdzi, że jego badania umożliwią wdrożenie internetu kwantowego w miastach, a następnie poszerzą zasięg międzymiastowy. Jego przełom jest częścią projektu badawczego Unii Europejskiej (UE) mającego na celu zbliżenie się do internetu kwantowego. Projekt o nazwie Quantum Internet Alliance (QIA) zrzesza liczne instytucje badawcze i firmy z całej Europy. Według Phys.org , QIA otrzymało 25,5 miliona dolarów dofinansowania z UE na okres 3,5 roku, do końca marca 2026 roku.

„Internet kwantowy nie zastąpi konwencjonalnego internetu, lecz będzie się z nim łączył” – powiedziała Stephanie Wehner, profesor informatyki kwantowej na Uniwersytecie Technicznym w Delfcie w Holandii i koordynatorka QIA.

Kluczowym pojęciem w fizyce kwantowej jest splątanie kwantowe. Jeśli dwie cząstki są splątane, niezależnie od odległości między nimi w przestrzeni, będą miały podobne właściwości. Na przykład, obie będą miały ten sam „spin”, który wskazuje kierunek wewnętrznego momentu pędu cząstki elementarnej. Stan spinu cząstki nie jest jasny, dopóki nie zostanie zaobserwowany. Wcześniej cząstki występują w różnych stanach zwanych superpozycjami. Jednak po zaobserwowaniu, stan obu cząstek jest jasno określony.

Jest to bardzo przydatne w bezpiecznej komunikacji. Osoby, które potajemnie przechwytują kwantowe transmisje danych, pozostawiają wyraźny ślad, zmieniając stan obserwowanych cząstek. „Możemy wykorzystać właściwości splątania kwantowego, aby uzyskać bezpieczną metodę komunikacji, nawet jeśli atakujący dysponuje komputerem kwantowym” – wyjaśnia Wehner.

Bezpieczne możliwości komunikacyjne osiągane dzięki internetowi kwantowemu mogą otworzyć znacznie szerszy zakres zastosowań niż tradycyjne sieci internetowe. Na przykład w medycynie splątanie kwantowe umożliwia synchronizację zegarów i usprawnia zdalną chirurgię. W astronomii teleskopy prowadzące odległe obserwacje mogłyby „wykorzystywać internet kwantowy do tworzenia splątania między czujnikami, zapewniając znacznie lepszą jakość obrazów nieba” – powiedział Wehner.

Obecnym wyzwaniem jest skalowanie internetu kwantowego w celu wykorzystania wielu cząstek na duże odległości. Lanyon i in. zademonstrowali również komunikację nie tylko między pojedynczymi cząstkami, ale także między wiązkami cząstek (w tym przypadku fotonów), zwiększając szybkość splątania między węzłami kwantowymi. Docelowo celem jest rozszerzenie węzłów kwantowych na większe odległości, potencjalnie do 500 km, tworząc rodzaj internetu kwantowego, który mógłby łączyć odległe miasta, podobnie jak tradycyjne sieci internetowe.

Poza Europą, Chiny i Stany Zjednoczone również poczyniły w ostatnich latach znaczące postępy w dziedzinie komputerów kwantowych i internetu kwantowego. Europa idzie dalej, rozwijając zintegrowaną infrastrukturę kosmiczną i naziemną dla bezpiecznej komunikacji, będącej kluczowym elementem internetu kwantowego.

An Khang (według Phys.org )

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