Перегони за створення квантового інтернету.

Європа наполягає на створенні нової, безпечнішої мережевої інфраструктури на основі квантової фізики, яка допомогла б запобігти крадіжці інформації хакерами.

Європа, Китай та США інвестують у розвиток квантових обчислень та квантового інтернету. Фото: metamorworks — Європа, Китай та США інвестують у розвиток квантових обчислень та квантового інтернету. Фото: *metamorworks*

У травні 2023 року доктор Бенджамін Ланьон з Інсбруцького університету в Австрії зробив значний прорив у створенні нового типу інтернету. Він передав інформацію по 50-кілометровому оптоволоконному кабелю, використовуючи принципи квантової фізики. Інформація в квантовій фізиці відрізняється від двійкової одиниці даних, що зберігається та обробляється комп'ютерами, що є ядром сучасної Всесвітньої мережі. Світ квантової фізики зосереджується на властивостях та взаємодії молекул, атомів і навіть менших частинок, таких як електрони та фотони. Квантові біти, або кубіти, пропонують потенціал для точнішої передачі інформації, допомагаючи запобігти крадіжці інформації через мережі.

Леньйон каже, що його дослідження зробить квантовий інтернет можливим у містах, з метою подальшого розширення міжміського охоплення. Його прорив є частиною дослідницького проекту Європейського Союзу (ЄС), спрямованого на наближення до квантового інтернету. Проект під назвою «Альянс квантового інтернету» (QIA) об’єднує численні дослідницькі установи та компанії по всій Європі. За даними Phys.org , QIA отримав 25,5 мільйонів доларів фінансування від ЄС протягом 3,5 років, до кінця березня 2026 року.

«Квантовий інтернет не замінить традиційний інтернет, а радше поєднається з ним», – поділилася Стефані Венер, професорка квантової інформатики в Делфтському технологічному університеті в Нідерландах та координаторка QIA.

Ключовим поняттям у квантовій фізиці є квантова заплутаність. Якщо дві частинки заплутані, то незалежно від того, наскільки далеко вони знаходяться одна від одної в просторі, вони матимуть подібні властивості. Наприклад, обидві матимуть однаковий «спін», який вказує на напрямок власного кутового моменту фундаментальної частинки. Спіновий стан частинки незрозумілий, доки його не спостерігають. До цього вони існують у різних станах, які називаються суперпозиціями. Але після спостереження стан обох частинок чітко визначений.

Це дуже корисно для безпечного зв'язку. Ті, хто таємно перехоплює передачу квантових даних, залишать чіткий слід, створюючи зміни у стані спостережуваних частинок. «Ми можемо використовувати властивості квантової заплутаності для досягнення безпечного зв'язку, навіть якщо зловмисник має квантовий комп'ютер», – пояснює Венер.

Можливості безпечного зв'язку, досягнуті квантовим інтернетом, можуть відкрити набагато ширший спектр застосувань, ніж традиційні інтернет-мережі. Наприклад, у медицині квантова заплутаність дозволяє синхронізувати годинник та покращувати дистанційну хірургію. В астрономії телескопи, що проводять далекі спостереження, можуть «використовувати квантовий інтернет для створення заплутаності між датчиками, забезпечуючи набагато кращу якість зображень неба», сказав Венер.

Поточне завдання полягає в масштабуванні квантового інтернету для використання кількох частинок на великих відстанях. Ланьон та ін. також продемонстрували зв'язок не лише між окремими частинками, але й між пучками частинок (у цьому випадку фотонів), що підвищило швидкість заплутаності між квантовими вузлами. Кінцева мета — розширити квантові вузли на більші відстані, можливо, 500 км, створивши своєрідний квантовий інтернет, який може з'єднувати віддалені міста, подібно до традиційних інтернет-мереж.

Окрім Європи, Китай та США також досягли значних успіхів у квантових обчисленнях та квантовому інтернеті за останні роки. Європа йде далі, розвиваючи інтегровану космічну та наземну інфраструктуру для безпечного зв'язку, що є ключовим компонентом квантового інтернету.

Ан Хан (за даними Phys.org )

Посилання на джерело