Квантовий інтернет йде: що, як, коли та яким чином?

Художнє зображення квантової мережі

Квантовий інтернет може стати першою квантовою інформаційною технологією, що увійде у нашу повсякденну реальність. Дослідники QuTech в Дельфті, Нідерланди, опублікували цілий огляд такої технології та її можливостей.

Вона описує шість фаз, починаючи з простих мереж кубітів, які вже дозволяють забезпечити безпеку квантових комунікацій – фазу, яка може стати реальністю в найближчому майбутньому. Розробка, у підсумку, закінчується мережами квантових комп’ютерів. На кожному етапі з’являються нові програми, наприклад,  надзвичайно точна синхронізація годинника або інтеграція різних телескопів на Землі в один віртуальний «супертелескоп».

Роволюційний, надійний та незрозумілий квантовий інтернет

Квантовий інтернет здійснить революцію у технологіях зв’язку, використовуючи такі явища з квантової фізики, як наприклад, заплутаність. Дослідники працюють над технологією, що дозволяє передавати квантові біти між будь-якими двома точками на Землі. Такі квантові біти можуть бути одночасно “0” та “1” та, крім того, можуть бути “заплутаними”: їхні долі об’єднані таким чином, що операція на одному з кубітів миттєво впливає на стан іншого, де б вони не були у Всесвіті.

Різниця між класичним та квантовим регістром
Різниця між класичним та квантовим регістром

Це створює два наслідки, які є доказово недосяжними для сьогоднішнього розуміння Інтернету як системи. Перший полягає в тому, що заплутаність дозволяє покращити координацію між віддаленими об’єктами. Якраз цей аспект і може допомогти отримати супертелескоп. Крім того, за своєю суттю заплутаність – це додаткова безпека. Якщо два квантових біти максимально заплутані, то ніщо інше у Всесвіті не може мати якої-небудь частки в цій заплутаності. Ця функція робить заплутаність унікальною для додатків, які потребують високої безпеки та конфіденційності.

Дослідники QuTech у співробітництві з Делфтським технологічним університетом та Нідерландською організацією прикладних наукових досліджень TNO, встановили етапи розвитку квантового Інтернету, що відрізняються технологічними можливостями.

Найнижчий ступінь квантової мережі – мережа підготовки та вимірювання. Вона відкриває шлях для передачі квантових бітів між будь-якими двома вузлами мережі: один квантовий біт за один раз. Цього буде достатньо для підтримки багатьох криптографічних додатків квантової мережі. Найвищою стадією є довгострокова мета підключення великих квантових комп’ютерів, на яких можна буде запускати та виконувати довільні квантові алгоритми та програми.

“Ця робота встановлює настільки необхідну спільну мову між високо міждисциплінарним напрямком фізики, інформатикою та інженерією квантової мережі.”

– пояснив співавтор проекту Рональд Генсон.

Очікується, що перші справжні квантові мережі, які дозволяють здійснювати наскрізну передачу квантових бітів, будуть реалізовані в найближчі роки. Цей етап стане початком великомасштабного квантового Інтернету, на який ми всі чекаємо.

Відео не супроводжується субтитрами. Джерело: QUTech
Сподобалась стаття? Придбайте нам , а ми напишемо ще.
Повідомити про помилку: підкресліть текст та натисніть CTRL+Enter або
Вероніка Кисіль
  • 25 записів
  • 0 дописів
Людина з широким колом діяльності. Вероніка вивчає популяризацію науки в Україні. Цікавиться нанотехнологіями, молекулярною біологією та нейрокогнітивними технологіями. Випускниця видавничо-поліграфічного інституту НТУУ "КПІ".