Kwantowy internet to bezpieczny Internet
Zespół kierowany przez Jianwei Pan, Yuao Chen i Chengzhi Peng z University of Science and Technology of China w Hefei, przedstawił w czasopiśmie Nature swoje najnowsze osiągnięcia w kierunku stworzenia sieci komunikacyjnej przyszłości. Kwantowy internet stanowi przyszłość w kontekście bezpiecznego przesyłania informacji dla banków, sieci energetycznych i wielu innych sektorów, w tym oczywiście także zwykłych użytkowników.
W przeciwieństwie do konwencjonalnego szyfrowania stosowanego w Internecie jaki znamy, komunikacja kwantowa jest uważana za niemożliwą do zhakowania. Zasada działania komunikacji kwantowej bazuje na kwantowej dystrybucji klucza (QKD), która wykorzystuje stany kwantowe cząstek – np. fotonów – by tworzyć ciąg zer i jedynek. Jakiekolwiek nasłuchiwanie transmisji pomiędzy nadawcą a odbiorcą zmieni ów klucz, co zostanie natychmiast wykryte.
Jak dotąd najpopularniejsza technologia QKD wykorzystuje światłowody do transmisji na odległość kilkuset kilometrów, z dużą stabilnością, ale znaczną utratą sygnału. Inna popularna technologia QKD wykorzystuje wolną przestrzeń między satelitami a stacjami naziemnymi do transmisji na odległości rzędu ok. tysiąca kilometrów. W 2016 roku Chiny wystrzeliły pierwszego na świecie satelitę komunikacji kwantowej (QUESS) i osiągnęły QKD dzięki dwóm stacjom naziemnym, oddalonym od siebie o 2600 km. W 2017 roku ukończono budowę sieci światłowodowej o długości ponad 2000 km dla QKD między Pekinem a Szanghajem.
Kwantowe sieci międzynarodowe
Za pomocą przekaźników zintegrowano naziemną sieć światłowodową i łącza satelitarne-naziemne, aby obsługiwać ponad 150 użytkowników przemysłowych w całych Chinach, w tym banki stanowe i lokalne, miejskie sieci energetyczne oraz strony internetowe administracji elektronicznej. Działania te dowodzą, że kwantowa technologia komunikacyjna może być wykorzystywana w przyszłych praktycznych zastosowaniach na dużą skalę. Podobnie, globalną kwantową sieć komunikacyjną można stworzyć, jeśli połączy się krajowe sieci kwantowe z różnych krajów oraz jeśli uniwersytety, instytucje i firmy połączą się w celu ujednolicenia powiązanych protokołów, sprzętu.
W ciągu ostatnich kilku lat chiński zespół intensywnie testował i poprawiał wydajność różnych części zintegrowanej sieci. Na przykład, przy zwiększonej częstotliwości i wydajniejszym protokole QKD, sieć kwantowa satelita-ziemia ma teraz średnią szybkość generowania klucza wynoszącą 47,8 kilobitów na sekundę, czyli 40 razy wyższą niż poprzednia. Naukowcy podnieśli również rekord naziemnej QKD do zasięgu na poziomie ponad 500 km przy użyciu nowej technologii zwanej podwójnym polem QKD (TF-QKD).
Chiński zespół będzie dalej rozbudowywał sieć w Chinach oraz współpracował z międzynarodowymi partnerami z Austrii, Włoch, Rosji i Kanady. Celem jest opracowanie niewielkich, opłacalnych satelitów QKD i odbiorników naziemnych, a także satelitów na średnich i wysokich orbitach okołoziemskich, w celu osiągnięcia kolejnego rekordu transmisji QKD na poziomie dziesięciu tysięcy km.
Źródło: Phys.org