Что такое «Квантовый Интернет»?

Осенью 2020г. исследовательский центр QuTech Технологического Университета Делфта, Нидерланды, планирует запустить демонстрационную линию квантовой системы связи («квантовый интернет») между Делфтом и Гаагой на расстоянии около 20км. Эта установка уже работает, но пока между соседними оптическими столами.

Что же такое «квантовый интернет», а точнее, квантовые системы связи, и почему его запуск называют «мировым технологическим прорывом номер 1, ожидаемым в 2020 году?

Во-первых, квантовый интернет позволит связывать квантовые компьютеры естественным для них образом, минуя преобразование информации из обычного формата в квантовый и наоборот.

А во-вторых (и это на сегодняшний день считается самым главным), с помощью квантовой передачи данных можно осуществить АБСОЛЮТНУЮ ЗАЩИЩЕННОСТЬ каналов связи даже между обычными устройствами. Эти каналы никто не сможет взломать!

Откуда такая уверенность? Да из законов природы! В обычных системах связи информация передается изменением параметров ансамбля каких либо объектов — поток заряженных частиц (электрический ток), световой пучок (поток фотонов), механические колебания (звук) и т.д. При этом всегда можно от этого ансамбля «отщипнуть» кусочек и по его параметрам получить полную информацию обо всем потоке. Поэтому в обычных системах связи применяется шифрование, ключи к которому знают только стороны связи.

Однако с развитием квантовых компьютеров, производительность которых уже сейчас позволяет мгновенно «ломать» ключи некоторых алгоритмов шифрования, классическая криптография утратит всякий смысл.

Но тут как раз на помощь приходят квантовые системы передачи данных. В отличии от классических, информация в них передается не ансамблем, а отдельными квантовыми частицами, например фотонами. Информация передается путем испускания фотона в определенном квантовом состоянии, а прием — путем измерения этого состояния. Причем «приемник» и «передатчик» — тоже квантовые объекты (допустим, атомы или ионы), которые находятся в определенным образом когерентном («спутанном») состоянии. Т.е. вся система находится в одном квантовом состоянии.

А учитывая фундаментальное свойство любого квантового состояния — измерить его параметры (например, поляризацию фотона) можно ТОЛЬКО путем его разрушения, то «отщипнуть» от него кусочек не получится, а измерение параметров ЧАСТИ это системы (например, фотона), абсолютно НИКАКОЙ информации не даст. Считать информацию можно ТОЛЬКО завладев ВСЕЙ системой )

Протокол квантовой связи с использованием оптоволокна, разработан группой ученых центра QuTech под руководством профессора Стефани Вейнер (Stephanie Wehner). Также они проработали общую концепцию квантовых сетей, которые в будущем, по их мнению, могут заменить собой традиционный интернет и локальные сети.

Технические подробности о работе первого протокола квантовой сети Стефании Вейнер оставила в тайне. Она уточнила лишь, что для работы квантового интернета вполне сгодится физическая инфраструктура обычного интернета.

Остается добавить, что основным конкурентов центра QuTech является компания Microsoft, которая в кратчайшие сроки с нуля построила свой исследовательский центр той же тематики на территории того же Технологического Университета Делфта…

Индивидуальный Подбор Вакансий в Университетах Нидерландов