Kapplöpningen om att skapa ett kvantinternet.

Europa driver på för skapandet av en ny, säkrare nätverksinfrastruktur baserad på kvantfysik, vilket skulle bidra till att förhindra hackare från att stjäla information.

Europa, Kina och USA investerar i utvecklingen av kvantberäkning och kvantinternet. Foto: metamorworks

I maj 2023 gjorde Dr. Benjamin Lanyon vid universitetet i Innsbruck i Österrike ett betydande genombrott i skapandet av en ny typ av internet. Han överförde information längs en 50 kilometer lång fiberoptisk kabel med hjälp av kvantfysikens principer. Information inom kvantfysiken skiljer sig från den binära dataenhet som lagras och bearbetas av datorer, kärnan i dagens World Wide Web. Kvantfysikens värld fokuserar på egenskaper och interaktioner mellan molekyler, atomer och även mindre partiklar som elektroner och fotoner. Kvantbitar, eller qubits, erbjuder potential för mer exakt informationsöverföring, vilket hjälper till att förhindra informationsstöld över nätverk.

Lanyon säger att hans forskning kommer att göra kvantinternet möjligt i städer, med målet att sedan utöka räckvidden mellan städer. Hans genombrott är en del av ett forskningsprojekt inom Europeiska unionen (EU) som syftar till att närma sig ett kvantinternet. Projektet, som kallas Quantum Internet Alliance (QIA), sammanför ett flertal forskningsinstitutioner och företag över hela Europa. QIA har fått 25,5 miljoner dollar i EU-finansiering under 3,5 år, fram till slutet av mars 2026, enligt Phys.org .

"Kvantinternet kommer inte att ersätta det konventionella internet, utan snarare kombineras med det", delade Stephanie Wehner, professor i kvantinformation vid Delfts tekniska universitet i Nederländerna och koordinator för kvantitetsstudien.

Ett centralt begrepp inom kvantfysiken är kvantsammanflätning. Om två partiklar är sammanflätade, oavsett hur långt ifrån varandra de befinner sig i rymden, kommer de att ha liknande egenskaper. Till exempel kommer båda att ha samma "spinn", vilket indikerar riktningen för en fundamental partikels inneboende rörelsemängdsmoment. En partikels spinntillstånd är inte klart förrän det observeras. Innan dess existerar de i olika tillstånd som kallas superpositioner. Men när de väl observerats är båda partiklarnas tillstånd tydligt definierat.

Detta är mycket användbart vid säker kommunikation. De som i hemlighet avlyssnar kvantdataöverföringar kommer att lämna ett tydligt spår genom att skapa förändringar i tillståndet hos de observerade partiklarna. "Vi kan använda egenskaperna hos kvantsammanflätning för att uppnå en säker kommunikationsåtgärd även om angriparen har en kvantdator", förklarar Wehner.

De säkra kommunikationsmöjligheter som kvantinternet uppnår skulle kunna öppna upp för ett mycket bredare användningsområde än traditionella internetnätverk. Inom medicin möjliggör till exempel kvantsammanflätning klocksynkronisering och förbättrad fjärrkirurgi. För astronomi skulle teleskop som utför avlägsna observationer kunna "använda kvantinternet för att skapa sammanflätning mellan sensorer, vilket ger bilder av himlen av mycket bättre kvalitet", sa Wehner.

Den nuvarande utmaningen är att skala upp kvantinternet för att använda flera partiklar över långa avstånd. Lanyon et al. demonstrerade också kommunikation inte bara mellan enskilda partiklar utan även mellan partikelstrålar (i detta fall fotoner), vilket ökade sammanflätningshastigheterna mellan kvantnoder. Det slutgiltiga målet är att utöka kvantnoder över större avstånd, möjligen 500 km, och skapa ett slags kvantinternet som kan koppla samman avlägsna städer, liknande traditionella internetnätverk.

Utöver Europa har Kina och USA också gjort betydande framsteg inom kvantberäkning och kvantinternet de senaste åren. Europa går längre genom att utveckla integrerad rymd- och markbunden infrastruktur för säker kommunikation, en kärnkomponent i kvantinternet.

An Khang (enligt Phys.org )

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