Як паведамляе часопіс ЕС па даследаваннях і інавацыях Horizon, вучоныя з Інсбрукскага ўніверсітэта (Аўстрыя) у межах праекта Quantum Internet Alliance здолелі перадаць інфармацыю па 50-кіламетровым оптавалаконным кабелі, выкарыстоўваючы прынцыпы квантавай фізікі.
У чым асаблівасць перадачы інфармацыі ў квантавай фізіцы
У сучасных камп'ютарах перадача інфармацыі заснаваная на выкарыстанні сігналаў, якія кадуюць даныя з дапамогай дваічнай сістэмы. Для абмену данымі паміж кампʼютарамі ўжываецца пакетны прынцып, калі даныя разбіваюцца на невялікія блокі.
Асаблівасць перадачы інфармацыі ў квантавай фізіцы заключаецца ў тым, што яна выкарыстоўвае квантавую заблытанасць часціц (Quantum entanglement), якая дазваляе перадаваць квантавы стан адной часціцы іншай без фізічнага ўзаемадзеяння паміж імі.
Гэта азначае, што інфармацыя можа быць перададзеная на любую адлегласць без страт і без магчымасці перахопу. Аднак для гэтага таксама неабходны класічны канал сувязі, па якім перадаецца дадатковая інфармацыя, неабходная для ўзнаўлення квантавага стану.
Што гэта дае
Квантавая перадача інфармацыі адкрывае новыя магчымасці для квантавай крыптаграфіі, квантавых вылічэнняў і квантавай сувязі.
Як тлумачаць навукоўцы, людзі, што ўзламаюць квантавую перадачу даных, пакінуць відавочны след, бо выклічуць сваімі дзеяннямі змену стану канкрэтнай часціцы. Гэта аўтаматычна змяняе стан другой часціцы, якая знаходзіцца на вялікай адлегласці.
Бяспечная сувязь, якая забяспечваецца квантавым інтэрнэтам, адчыняе дзверы для значна шырэйшага спектра магчымасцей, якія выходзяць за межы класічнага інтэрнэту.
У медыцыне, напрыклад, фізічныя аспекты заблытанасці забяспечваюць высокі ўзровень сінхранізацыі часу, што можа палепшыць тэлехірургію.
«Калі я хачу правесці аперацыю на вузле аддалена, я хачу, каб яна была вельмі дакладна разлічана па часе, каб не дапусціць ніводнай памылкі», — кажа каардынатар праекта прафесар Стэфані Венер (Stephanie Wehner).
Яшчэ адной вобласцю, якая магла б, па меркаванні Венер, атрымаць выгаду з гэтых дасягненняў, зʼяўляецца астраномія.
Тэлескопы, якія назіраюць за далёкімі абʼектамі, могуць выкарыстоўваць уласцівасці заблытанасці для атрымання лепшай карціны неба.
Іншы прыклад — банкаматы. Цяпер здараюцца сітуацыі, калі банкамат падчас аперацыі ламаецца. Дыспенсар (прылада, якая выдае грошы) грошай не выдаў, але банкамат вырашыў, што яны знятыя. Квантавы інтэрнэт можа прыдацца для такіх сітуацый.
Навукоўцы сцвярджаюць, што новыя спосабы выкарыстання квантавага інтэрнэту, хутчэй за ўсё, стануць зразумелыя толькі пасля таго, як тэхналогія будзе створаная.
Ад інтэрнэту да кампʼютараў і новых пагроз
Цяпер пытанне заключаецца ў тым, каб маштабаваць квантавы інтэрнэт так, каб ён мог выкарыстоўваць вялікую колькасць часціц на вялікіх адлегласцях.
Канчатковая мэта — разгарнуць квантавыя вузлы на значна большай адлегласці (да 500 кіламетраў) і стварыць прататып квантавага інтэрнэту, які зможа злучыць аддаленыя гарады — гэтак жа, як класічны інтэрнэт выкарыстоўвае розныя вузлы для стварэння глабальнай сеткі.
Хаця квантавы інтэрнэт можа стаць прыдатным для спецыялізаваных праграм да 2029 года, эксперты не гатовыя прагназаваць, калі можа зʼявіцца яго поўная версія для шырокага спектра выкарыстання.
Пакуль Quantum Internet Alliance прасоўвае распрацоўванне кампанентаў і сістэм квантавага інтэрнэту, Еўропа таксама працуе над распрацоўкай квантавых кампʼютараў.
У чэрвені 2023 года Еўрапейскае сумеснае прадпрыемства па высокапрадукцыйных вылічэннях абʼявіла, што такія кампʼютары будуць устаноўленыя ў шасці краінах Еўропы: Германіі, Іспаніі, Італіі, Польшчы, Францыі і Чэхіі.
Цяпер еўрапейскія краіны працуюць над стварэннем інтэграванай касмічнай і наземнай інфраструктуры для бяспечнай сувязі на базе квантавага інтэрнэту.
Аднак квантавыя кампʼютары нясуць і новую пагрозу. Яны будуць мець беспрэцэдэнтную вылічальную магутнасць. З аднаго боку, гэта значна пашырае іх магчымасці выкарыстання ў мадэляванні складаных сістэм, што прынясе карысць для развіцця навукі, медыцыны, інжынерыі і іншых сфер.
З другога боку, іх выкарыстанне значна палегчыць узлом крыптаграфічных алгарытмаў, якія забяспечваюць бяспеку большасці абменаў у сучасным інтэрнэце.
Па прагнозах экспертаў, палова крыптаграфічных сістэм, якія шырока выкарыстоўваюцца, будзе ўзламаная да канца дзесяцігоддзя. Гэта выклікае вялікую заклапочанасць. Таму вядуцца актыўныя працы па стварэнні новых постквантавых крыптаграфічных алгарытмаў, якія будуць устойлівыя да нападаў як класічных, так і квантавых хакераў.
Еўрапейскія краіны не адзіныя, хто займаецца распрацоўкамі ў гэтай сферы. Апошнія гады Кітай і ЗША дабіліся поспехаў як у галіне квантавых вылічэнняў, так і квантавага інтэрнэту. Так што нам застаецца толькі назіраць, хто прыйдзе першым у гонцы за квантавым інтэрнэтам.
Чытайце яшчэ:
У космасе на 3D-прынтары надрукавалі частку чалавечага цела
Складзены спіс краін з самым танным і самым дарагім інтэрнэтам. Дзе аказалася Беларусь?
