การแข่งขันเพื่อสร้างอินเทอร์เน็ตควอนตัม

ยุโรปกำลังผลักดันการสร้างโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายใหม่ที่ปลอดภัยยิ่งขึ้นโดยอิงตามฟิสิกส์ควอนตัม ซึ่งจะช่วยป้องกันแฮกเกอร์ขโมยข้อมูลได้

ยุโรป จีน และสหรัฐอเมริกา กำลังลงทุนในการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมและอินเทอร์เน็ต ภาพ: metamorworks — ยุโรป จีน และสหรัฐอเมริกา กำลังลงทุนในการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมและอินเทอร์เน็ต ภาพ: *metamorworks*

ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2566 ดร. เบนจามิน แลนยอน จากมหาวิทยาลัยอินส์บรุคในประเทศออสเตรีย ได้ก้าวไปอีกขั้นในการสร้างอินเทอร์เน็ตประเภทใหม่ เขาส่งข้อมูลผ่านสายเคเบิลใยแก้วนำแสงความยาว 50 กิโลเมตรโดยใช้หลักการของฟิสิกส์ควอนตัม ข้อมูลในฟิสิกส์ควอนตัมนั้นแตกต่างจากเลขฐานสองซึ่งเป็นหน่วยของข้อมูลที่เก็บไว้และประมวลผลโดยคอมพิวเตอร์ ซึ่งเป็นแกนหลักของเวิลด์ไวด์เว็บในปัจจุบันโลกของ ฟิสิกส์ควอนตัมมุ่งเน้นไปที่คุณสมบัติและปฏิสัมพันธ์ของโมเลกุล อะตอม และแม้แต่อนุภาคที่เล็กกว่า เช่น อิเล็กตรอนและโฟตอน บิตควอนตัมหรือคิวบิต มีศักยภาพในการส่งข้อมูลได้แม่นยำยิ่งขึ้น ช่วยป้องกันการโจรกรรมทางไซเบอร์ได้

Lanyon กล่าวว่าการวิจัยของเขาจะทำให้อินเทอร์เน็ตควอนตัมเป็นไปได้ภายในเมือง โดยมีเป้าหมายเพื่อขยายระยะทางระหว่างเมืองในที่สุด ความก้าวหน้าของเขาเป็นส่วนหนึ่งของโครงการวิจัยของสหภาพยุโรป (EU) ที่มุ่งหวังที่จะเข้าใกล้อินเทอร์เน็ตควอนตัมมากขึ้น โครงการนี้เรียกว่า Quantum Internet Alliance (QIA) ซึ่งเป็นโครงการที่รวบรวมสถาบันวิจัยและบริษัทต่างๆ ทั่วทั้งยุโรปเข้าด้วยกัน QIA ได้รับเงินทุน 25.5 ล้านดอลลาร์จากสหภาพยุโรปเป็นเวลา 3.5 ปี จนถึงสิ้นเดือนมีนาคม 2026 ตามข้อมูลของ Phys.org

“อินเทอร์เน็ตควอนตัมจะไม่เข้ามาแทนที่อินเทอร์เน็ตแบบเดิม แต่จะมาเสริมอินเทอร์เน็ตแบบเดิม” Stephanie Wehner ศาสตราจารย์ด้านข้อมูลควอนตัมจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเดลฟท์ในเนเธอร์แลนด์และผู้ประสานงาน QIA กล่าว

แนวคิดที่สำคัญในฟิสิกส์ควอนตัมคือพันธสัญญาควอนตัม หากอนุภาคสองอนุภาคพันกัน ไม่ว่าจะอยู่ห่างกันแค่ไหนในอวกาศ อนุภาคเหล่านั้นก็ยังคงมีคุณสมบัติคล้ายคลึงกัน ตัวอย่างเช่น ทั้งสองมี "สปิน" เหมือนกัน ซึ่งแสดงถึงทิศทางของโมเมนตัมเชิงมุมที่แท้จริงของอนุภาคพื้นฐาน สถานะการหมุนของอนุภาคจะไม่ชัดเจนจนกว่าจะมีการสังเกต แต่ก่อนนั้นพวกเขาอยู่ในสถานะที่เรียกว่า superposition แต่เมื่อสังเกตแล้ว สถานะของอนุภาคทั้งสองก็จะถูกกำหนดไว้อย่างชัดเจน

สิ่งนี้มีประโยชน์มากในการสื่อสารที่ปลอดภัย ผู้ที่ดักจับข้อมูลการส่งสัญญาณควอนตัมอย่างลับๆ จะทิ้งร่องรอยที่ชัดเจนโดยการทำการเปลี่ยนแปลงสถานะของอนุภาคที่สังเกตได้ “เราสามารถใช้คุณสมบัติของพันกันเชิงควอนตัมเพื่อสร้างวิธีการสื่อสารที่ปลอดภัยได้ แม้ว่าผู้โจมตีจะมีคอมพิวเตอร์ควอนตัมก็ตาม” เวนเนอร์อธิบาย

ความสามารถในการสื่อสารที่ปลอดภัยซึ่งได้รับจากอินเทอร์เน็ตควอนตัมสามารถเปิดการใช้งานได้หลากหลายกว่าอินเทอร์เน็ตแบบดั้งเดิมมาก ตัวอย่างเช่น ในทางการแพทย์ การพันกันของควอนตัมช่วยให้สามารถซิงโครไนซ์นาฬิกาได้ ซึ่งช่วยปรับปรุงการผ่าตัดทางไกล ในด้านดาราศาสตร์ กล้องโทรทรรศน์ที่ทำการสังเกตระยะไกลสามารถ “ใช้เครือข่ายควอนตัมเพื่อสร้างความพันกันระหว่างเซนเซอร์ ซึ่งจะทำให้ได้ภาพท้องฟ้าที่มีคุณภาพดีขึ้นมาก” เวนเนอร์กล่าว

ความท้าทายในปัจจุบันคือการขยายอินเทอร์เน็ตควอนตัมให้สามารถใช้อนุภาคจำนวนมากในระยะทางไกลได้ Lanyon และเพื่อนร่วมงานยังได้แสดงให้เห็นด้วยว่าการสื่อสารไม่เพียงแต่ระหว่างอนุภาคแต่ละตัวเท่านั้น แต่ยังรวมถึงลำแสงของอนุภาคด้วย (ในกรณีนี้คือโฟตอนของแสง) ช่วยเพิ่มอัตราการพันกันระหว่างโหนดควอนตัมอีกด้วย เป้าหมายสูงสุดคือการขยายโหนดควอนตัมให้ครอบคลุมระยะทางที่ไกลขึ้น บางทีอาจถึง 500 กิโลเมตร โดยสร้างอินเทอร์เน็ตควอนตัมชนิดหนึ่งที่สามารถเชื่อมต่อเมืองห่างไกลได้คล้ายกับอินเทอร์เน็ตแบบดั้งเดิม

นอกยุโรปแล้ว จีนและสหรัฐอเมริกายังได้ก้าวหน้าในด้านการประมวลผลควอนตัมและอินเทอร์เน็ตในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ยุโรปกำลังก้าวไปอีกขั้นในการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานทางอวกาศและพื้นดินแบบบูรณาการเพื่อการสื่อสารที่ปลอดภัย ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของอินเทอร์เน็ตควอนตัม

อัน คัง (อ้างอิงจาก Phys.org )

ลิงค์ที่มา