Ορόσημο για τις κβαντικές επικοινωνίες σε σημερινό δίκτυο οπτικών ινών

Στο Ηνωμένο Βασίλειο έχει σημειωθεί σημαντική πρόοδος στον τομέα των ασφαλών επικοινωνιών για το μέλλον. Μια κοινοπραξία ερευνητών από τα Πανεπιστήμια του Μπρίστολ και του Κέιμπριτζ ολοκλήρωσε με επιτυχία την πρώτη κβαντικά προστατευμένη βιντεοκλήση μεγάλης απόστασης χρησιμοποιώντας την ήδη υπάρχουσα τυπική υποδομή οπτικών ινών. Το καινοτόμο αυτό πείραμα εφάρμοσε δύο διαφορετικές μεθοδολογίες για τη διανομή κβαντικών κλειδιών (QKD), αποδεικνύοντας την ανθεκτικότητα και την προοπτική διάρκειας του υλοποιημένου δικτύου.

Το αυξανόμενο ενδιαφέρον για την ανάπτυξη κβαντικών υπολογιστών, τόσο από ερευνητικά ιδρύματα όσο και από ιδιωτικές εταιρείες, προαναγγέλλει μια εποχή κατά την οποία η κβαντική υπολογιστική ισχύς θα γίνει απτή πραγματικότητα. Αυτή η υπολογιστική ικανότητα, αν και πολλά υποσχόμενη, φέρνει μαζί της και την πιθανή ευπάθεια των σημερινών δικτύων σε μελλοντικές επιθέσεις στον κυβερνοχώρο. Ως εκ τούτου, η δημιουργία ανθεκτικών δικτύων, ικανών να αντιμετωπίσουν αυτές τις απειλές, έχει καταστεί ζωτικής σημασίας προτεραιότητα.

Στο παρελθόν, παρόμοιες πρωτοβουλίες με στόχο τη δημιουργία κβαντικών δικτύων έχουν αναληφθεί σε χώρες όπως η Κίνα, η Ισπανία, η Σιγκαπούρη και οι Ηνωμένες Πολιτείες. Το Ηνωμένο Βασίλειο, μέσω του κβαντικού δικτύου του (UKQN), το οποίο δραστηριοποιείται εδώ και πάνω από μια δεκαετία, επιδιώκει επίσης αυτόν τον στόχο και έχει ήδη αποδείξει τις δυνατότητές του με διάφορα πειράματα. Η πιο πρόσφατη επιτυχία είναι η μεταφορά δεδομένων σε ένα εκτεταμένο δίκτυο για 410 χιλιόμετρα.

Το βρετανικό κβαντικό δίκτυο βασίζεται σε δύο προϋπάρχοντα κβαντικά μητροπολιτικά δίκτυα, τα οποία βρίσκονται γύρω από τις πόλεις Μπρίστολ και Κέιμπριτζ και συνδέονται μεταξύ τους με τέσσερις συνδέσεις οπτικών ινών μεγάλων αποστάσεων, οι οποίες καλύπτουν 410 χιλιόμετρα. Αυτή η υποδομή επικοινωνίας μέσω οπτικών ινών περιλαμβάνει τρεις ενδιάμεσους κόμβους και οπτικούς διακόπτες χαμηλών απωλειών, οι οποίοι επιτρέπουν την ευέλικτη αναδιαμόρφωση μεταξύ κβαντικών και κλασικών σημάτων.

Αν και πειράματα με κβαντικά δίκτυα έχουν ήδη διεξαχθεί αλλού, η συγκεκριμένη επίδειξη στο Ηνωμένο Βασίλειο συνιστά σημαντική καινοτομία. Για πρώτη φορά, η διανομή κβαντικών κλειδιών (QKD), η διανομή κβαντικής διεμπλοκής και η συμβατική μετάδοση δεδομένων έχουν ενσωματωθεί με επιτυχία. Αυτός ακριβώς ήταν ο πρωταρχικός στόχος των ερευνητικών ομάδων.

Η πρώτη βιντεοκλήση με κβαντική ασφάλεια ανέδειξε τις εξαιρετικές δυνατότητες που προσφέρουν τα κβαντικά δίκτυα επικοινωνίας. Παρόμοια με την υπολογιστική ισχύ των κβαντικών υπολογιστών, τα δίκτυα αυτά υπόσχονται απαράμιλλα επίπεδα ασφάλειας, αδιαπέραστα ακόμη και για τους μελλοντικούς πιο προηγμένους κβαντικούς υπολογιστές. Ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά είναι η κβαντική διανομή κλειδιών (QKD), η οποία επιτρέπει τον ασφαλή διαμοιρασμό κρυπτογραφικών κλειδιών χρησιμοποιώντας τις αρχές της κβαντικής μηχανικής. Κατά τη διάρκεια της ζωντανής τηλεδιάσκεψης, οι ερευνητές μετέφεραν κρυπτογραφημένα ιατρικά δεδομένα και δημιούργησαν ασφαλή απομακρυσμένη πρόσβαση σε ένα κατανεμημένο κέντρο δεδομένων, σημειώνοντας ρεκόρ στον τομέα αυτό.

[via]