Гонка за создание квантового интернета

Европа стремится создать новую, более безопасную сетевую инфраструктуру, основанную на квантовой физике, которая поможет предотвратить кражу информации хакерами.

Европа, Китай и США инвестируют в разработку квантовых компьютеров и Интернета. Фото: metamorworks — Европа, Китай и США инвестируют в разработку квантовых компьютеров и Интернета. Фото: *metamorworks*

В мае 2023 года доктор Бенджамин Ланьон из Университета Инсбрука в Австрии сделал важный шаг к созданию нового типа Интернета. Он передал информацию по 50-километровому оптоволоконному кабелю, используя принципы квантовой физики. Информация в квантовой физике отличается от двоичных цифр данных, которые хранятся и обрабатываются компьютерами, ядром сегодняшней Всемирной паутины. Мир квантовой физики фокусируется на свойствах и взаимодействиях молекул, атомов и даже более мелких частиц, таких как электроны и фотоны. Квантовые биты, или кубиты, предлагают потенциал для более точной передачи информации, помогая предотвратить киберкражу.

Лэньон сказал, что его исследование сделает возможным квантовый интернет в городах, с конечной целью междугородних расстояний. Его прорыв является частью исследовательского проекта Европейского союза (ЕС), направленного на приближение к квантовому интернету. Проект, названный Альянсом квантового интернета (QIA), объединяет исследовательские институты и компании по всей Европе. QIA получил финансирование в размере 25,5 млн долларов от ЕС на три с половиной года, до конца марта 2026 года, по данным Phys.org .

«Квантовый интернет не заменит обычный интернет, а скорее дополнит его», — заявила Стефани Венер, профессор квантовой информации в Делфтском техническом университете в Нидерландах и координатор QIA.

Важной концепцией квантовой физики является квантовая запутанность. Если две частицы запутаны, то независимо от того, насколько далеко они находятся друг от друга в пространстве, они все равно обладают схожими свойствами. Например, у них обеих одинаковый «спин», который представляет собой направление собственного углового момента элементарной частицы. Спиновое состояние частицы неясно, пока оно не будет обнаружено. До этого они находятся в различных состояниях, называемых суперпозициями. Но после наблюдения состояния обеих частиц четко определены.

Это полезно для безопасной связи. Тот, кто перехватит квантовую передачу, оставит четкий след, изменив состояние наблюдаемой частицы. «Мы можем использовать свойства квантовой запутанности для достижения безопасной связи, даже если у злоумышленника есть квантовый компьютер», — объясняет Венер.

Возможности безопасной связи квантового интернета могут открыть гораздо более широкий спектр приложений, чем традиционный интернет. Например, в медицине квантовая запутанность может обеспечить синхронизацию часов, улучшая удаленную хирургию. А в астрономии телескопы, проводящие дальние наблюдения, могут «использовать квантовый интернет для создания запутанности между датчиками, обеспечивая гораздо более качественные изображения неба», — сказал Венер.

Теперь задача состоит в том, чтобы масштабировать квантовый интернет для использования множества частиц на больших расстояниях. Лэньон и его коллеги также продемонстрировали связь не только между отдельными частицами, но и между пучками частиц (в данном случае фотонов), увеличивая скорость запутывания между квантовыми узлами. Конечная цель — расширить квантовые узлы на большие расстояния, возможно, до 500 километров, создав квантовый интернет, который мог бы соединять отдаленные города, подобно традиционному интернету.

За пределами Европы, Китай и США также добились успехов в квантовых вычислениях и Интернете в последние годы. Европа продвинулась дальше в разработке интегрированной космической и наземной инфраструктуры для защищенных коммуникаций, основной части квантового Интернета.

Ан Кханг (по данным Phys.org )

Ссылка на источник