Započela je utrka za novi, kvantni Internet

Europa se zalaže za stvaranje mrežne infrastrukture temeljene na kvantnoj fizici

Mladen Smrekar subota, 14. listopada 2023. u 15:03
Koristeći se principima kvantne fizike. Austrijanci su proljetos proveli informacije duž optičkog vlakna dugog 50 kilometara 📷 Universität Innsbruck
Koristeći se principima kvantne fizike. Austrijanci su proljetos proveli informacije duž optičkog vlakna dugog 50 kilometara Universität Innsbruck

Ovog svibnja dr. Benjamin Lanyon sa Sveučilišta u Innsbrucku napravio je važan iskorak prema stvaranju nove vrste Interneta: prenio je informacije duž optičkog vlakna dugog 50 kilometara koristeći se principima kvantne fizike. Lanyon je tada rekao da njegov rad čini kvantni Internet izvedivim unutar gradova, nakon čega će cilj biti veće međugradske udaljenosti, piše europski magazin Horizon.

Europski projekt

Lanyonovo otkriće bilo je dio istraživačkog projekta EU-a za približavanje cilju kvantnog Interneta. Projekt Quantum Internet Alliance (QIA) okuplja istraživačke institute i tvrtke diljem Europe, a inicijativa će tijekom tri i pol godine do kraja ožujka 2026. od EU-a dobiti 24 milijuna eura.

Dr. Benjamin Lanyon sa Sveučilišta u Innsbrucku 📷 Universität Innsbruck
Dr. Benjamin Lanyon sa Sveučilišta u Innsbrucku Universität Innsbruck

"To nije namijenjeno zamjeni klasičnog Interneta već zajedničkom radu", rekla je Stephanie Wehner koja koordinira QIA-om i profesorica kvantnih informacija na Tehnološkom sveučilištu u Delftu. "Nećemo zamijeniti Netflix."

Sigurne komunikacije

Ključni koncept u kvantnoj fizici je isprepletenost. Ako su dvije čestice isprepletene, bez obzira na to koliko su udaljene jedna od druge u svemiru, posjedovat će povezana svojstva. Tako kada se promatra jedna, udaljena čestica, postaje poznato stanje obiju čestica. Ovo je korisno u sigurnim komunikacijama. Ljudi koji hakiraju kvantni prijenos ostavili bi za sobom očiti trag svog pokušaja uzrokujući promjenu stanja promatrane čestice.

Projekt Quantum Internet Alliance okuplja europske istraživačke institute i tvrtke s ciljem uvođenja kvantnog interneta 📷 QIA
Projekt Quantum Internet Alliance okuplja europske istraživačke institute i tvrtke s ciljem uvođenja kvantnog interneta QIA

"Možemo koristiti svojstva kvantne isprepletenosti kako bismo postigli način sigurne komunikacije koji je dokazano siguran čak i ako napadač ima kvantno računalo", kaže Wehner.

Obilje mogućnosti

Sigurna komunikacija koju pruža kvantni Internet mogla bi otvoriti mnogo širi raspon aplikacija koje su daleko izvan granica klasičnog interneta. U medicini, na primjer, fizika isprepletenosti dopušta razinu sinkronizacije sata koja može poboljšati telekirurgiju.

Stephanie Wehner, koordinatorica QIA-e i profesorica kvantnih informacija na Tehnološkom sveučilištu u Delftu 📷 QuTech
Stephanie Wehner, koordinatorica QIA-e i profesorica kvantnih informacija na Tehnološkom sveučilištu u Delftu QuTech

Astronomija je još jedan potencijalni korisnik. Teleskopi bi mogli koristiti kvantni internet za stvaranje isprepletenosti između senzora kako bi dobili puno bolju sliku neba. Daljnji primjer mogu biti bankomati. Trenutno, kad bi se bankomat srušio dok netko s njega podiže novac, stroj bi pretpostavio da nije isporučena gotovina, dok bi drugi registrirao podizanje novca. Kvantni Internet mogao bi ukloniti tu razliku.

Kvantni čvorovi

Mnoge primjene kvantnog Interneta vjerojatno će postati očite tek nakon što se tehnologija stvori. Izazov  je povećanje kvantnog Interneta za korištenje mnogo čestica na velikim udaljenostima. Lanyon i njegov tim već su demonstrirali komunikaciju ne samo između pojedinačnih čestica već i nizova čestica, u ovom slučaju svjetlosti, fotona, ubrzavajući stopu isprepletenosti između kvantnih čvorova.

Na razvoju kvantnih računala planski se radi u šest europskih zemalja: Češkoj, Francuskoj, Njemačkoj, Italiji, Poljskoj i Španjolskoj 📷 QIA
Na razvoju kvantnih računala planski se radi u šest europskih zemalja: Češkoj, Francuskoj, Njemačkoj, Italiji, Poljskoj i Španjolskoj QIA

Konačni cilj je proširiti kvantne čvorove na mnogo veće domete, možda 500 kilometara, i stvoriti prototip kvantnog Interneta koji može povezati udaljene gradove – slično kao što se klasični Internet oslanja na različite čvorove za stvaranje globalnog Interneta. Iako bi kvantni Internet mogao postojati za specijalizirane aplikacije već 2029. godine, stručnjaci su oprezni s nagađanjem o tome kada bi puna verzija mogla biti dostupna za širok raspon namjena.

Projekt šest zemalja

Dok QIA unapređuje komponente i sustave kvantnog Interneta, Europa također radi na razvoju kvantnih računala. U lipnju 2023. javno-privatno partnerstvo EU-a European High Performance Computing Joint Undertaking objavilo je da će šest zemalja - Češka, Francuska, Njemačka, Italija, Poljska i Španjolska - ugostiti kvantna računala. Cilj je osigurati da Europa bude na čelu revolucije kvantnih tehnologija. 

Očekuje se da će kvantna računala imati neviđenu moć izračunavanja s mnogim upotrebama, uključujući sposobnost razbijanja kriptografskih algoritama.

Uz projekcije da će polovica najkorištenijih kriptografskih sustava biti razbijena do kraja desetljeća, Europa nije jedina zainteresirana strana. Kina i SAD su posljednjih godina napredovale u kvantnom računalstvu i kvantnom Internetu. Što se pak tiče infrastrukture, Europa poduzima druge korake. Razvija integriranu svemirsku i zemaljsku infrastrukturu za sigurnu komunikaciju, svojevrsni građevni blok za kvantni Interneta.