Квантавы Інтэрнэт: наступная рэвалюцыя ў лічбавай сувязі

• аўтар:
• імя аўтара

  Quantumrun Foresight
• Ліпеня 19, 2022

Кароткі агляд

У той час як Інтэрнэт змяніў грамадства, ён сутыкаецца з уразлівасцямі ў бяспецы, што падштурхоўвае даследаванні квантавага Інтэрнэту. Квантавыя сістэмы выкарыстоўваюць кубіты, якія дазваляюць апрацоўваць інфармацыю прынцыпова іншым спосабам, ствараючы унікальныя праблемы і магчымасці. Нядаўнія прарывы ​​ў стабілізацыі квантавых станаў адкрываюць дзверы для квантавага шыфравання, абяцаючы павышаную бяспеку даных, больш хуткую перадачу даных і трансфармацыйны ўплыў на розныя галіны.

Квантавы інтэрнэт-кантэкст

Нягледзячы на ​​тое, што Інтэрнэт зрабіў рэвалюцыю ў сучасным грамадстве, ён па-ранейшаму багаты ўразлівасцямі бяспекі, якія ставяць пад пагрозу лічбавыя экасістэмы і важную грамадскую інфраструктуру. Каб ліквідаваць гэтыя недахопы, даследчыкі цяпер даследуюць магчымасці квантавага Інтэрнэту, які можа стаць рэальнасцю раней, чым прагназавалася раней.

Традыцыйныя камп'ютэрныя сістэмы выконваюць інструкцыі ў адпаведнасці з бітамі (або двайковымі лічбамі) з адным значэннем 0 або 1. Біты таксама з'яўляюцца найменшай магчымай адзінкай даных, якая выкарыстоўваецца кампутарамі. Квантавыя сістэмы паднялі выкананне інструкцый на новы ўзровень, апрацоўваючы біты, падобныя на традыцыйныя кампутары, але таксама выкарыстоўваючы кубіты, якія дазваляюць апрацоўваць 0 і 1 адначасова. Гэтыя кубіты існуюць у далікатных квантавых станах, якія было цяжка падтрымліваць у стабільнай форме і ствараюць праблему для даследчыкаў квантавых кампутараў. 

Аднак у 2021 годзе даследчыкі з японскага кангламерату Toshiba змаглі стабілізаваць навакольнае асяроддзе ўнутры валаконна-аптычных кабеляў працягласцю больш за 600 кіламетраў, пасылаючы шумапрыглушальныя хвалі па валаконна-аптычных лініях. У Кітаі даследчыкі распрацоўваюць спадарожнікавы метад для стварэння інтэграванай сеткі квантавай сувязі космас-зямля працягласцю 4,600 кіламетраў — самай вялікай у сваім родзе.

Гэтыя распрацоўкі адкрылі дзверы для квантавага шыфравання ў квантавым Інтэрнэце. Адпаведна, законы фізікі, звязаныя з квантавым размеркаваннем ключоў (QKD), робяць іх немагчымымі ўзламаць, бо любое ўзаемадзеянне з імі зменіць заблытаныя станы задзейнічаных часціц, папярэдзіўшы сістэму аб тым, што хтосьці з імі ўзаемадзейнічаў. Трохбаковае заблытанне таксама было паспяхова прадэманстравана, дазваляючы тром карыстальнікам абменьвацца сакрэтнай інфармацыяй у цеснай сетцы.

Разбуральнае ўздзеянне 

Квантавая сувязь абяцае захаванне найбольш крытычных даных для ўрадаў і арганізацый. У нацыянальнай бяспецы гэта становіцца незаменным інструментам, паколькі гарантуе, што сакрэтная інфармацыя, ваенная сувязь і даныя крытычнай інфраструктуры застаюцца ў бяспецы ад кіберпагроз. Гэты павышаны ўзровень бяспекі забяспечвае абарону ад патэнцыйных нападаў з боку квантавых кампутараў, якія могуць паставіць пад пагрозу традыцыйныя крыптаграфічныя сістэмы.

Акрамя таго, квантавы Інтэрнэт можа спрыяць перадачы велізарных аб'ёмаў даных на вялікія адлегласці, абяцаючы экспанентнае павышэнне хуткасці апрацоўкі сеткі. У фінансавым сектары высокачашчынны гандаль і аналіз рынку ў рэжыме рэальнага часу могуць дазволіць трэйдарам прымаць рашэнні за долі секунды. Між тым, астраномы могуць атрымліваць даныя ў рэжыме рэальнага часу з тэлескопаў па ўсім свеце, што вядзе да больш глыбокага разумення космасу, у той час як фізікі элементарных часціц могуць без затрымкі аналізаваць масіўныя наборы даных, якія ствараюцца паскаральнікамі часціц, паскараючы тэмпы навуковых адкрыццяў.

Аднак трэба таксама ўлічваць патэнцыйныя праблемы бяспекі, звязаныя з квантавымі прыладамі і сеткамі. Квантавыя кампутары з іх неперасягненай хуткасцю апрацоўкі і вылічальнай магутнасцю валодаюць магчымасцю ўзлому традыцыйных крыптаграфічных сістэм, якія ляжаць у аснове бяспекі сучаснага лічбавага свету. Каб вырашыць гэтую праблему, урадам, арганізацыям і прадпрыемствам можа спатрэбіцца інвеставаць у постквандавую крыптаграфію. Пераход на квантава-бяспечнае шыфраванне - няпростая задача, бо прадугледжвае абнаўленне ўсёй лічбавай інфраструктуры.

Наступствы квантавай апрацоўкі ў індустрыі сувязі 

Больш шырокія наступствы таго, што квантавы Інтэрнэт стане шырока даступным, могуць уключаць:

• Урады і прадпрыемствы ўкладваюць значныя сродкі ў распрацоўку і падтрыманне квантавых сетак і тэхналогій, што патрабуе значных фінансавых рэсурсаў і стратэгічнага планавання.
• Геапалітычны ландшафт змяняецца па меры таго, як краіны імкнуцца абараніць сваю ўласную квантавую інтэрнэт-інфраструктуру, што вядзе да ўзмацнення міжнароднай канкурэнцыі і супрацоўніцтва ў прасторы квантавых тэхналогій.
• Асобы і арганізацыі атрымліваюць доступ да вельмі бяспечных і прыватных камунікацыйных інструментаў, якія дазваляюць канфідэнцыяльны абмен, але таксама выклікаюць заклапочанасць з нагоды патэнцыйнага злоўжывання такой тэхналогіяй у незаконных мэтах.
• Індустрыя аховы здароўя адчувае прагрэс у медыцынскіх даследаваннях, адкрыцці лекаў і персаналізаванай медыцыне.
• Новыя магчымасці працаўладкавання ў галінах, звязаных з квантавымі тэхналогіямі, што павялічвае попыт на кваліфікаваных спецыялістаў у галіне квантавых вылічэнняў, крыптаграфіі і бяспекі сеткі.
• Энергетычныя патрэбы квантавых прылад і сетак, якія ўплываюць на спажыванне электраэнергіі, што патрабуе распрацоўкі энергаэфектыўных квантавых тэхналогій.
• Пашырэнне міжнароднага супрацоўніцтва ў галіне квантавых даследаванняў і стандартаў, якія забяспечваюць сумяшчальнасць і бяспеку ў глабальна звязаным квантавым Інтэрнеце.

Пытанні для разгляду

• Як яшчэ, на вашу думку, квантавы Інтэрнэт і прыватныя сеткі квантавай сувязі прынясуць карысць грамадству? Ці прыватны бізнэс?
• Ці верыце вы, што класічныя бітавыя вылічэнні будуць працягваць існаваць, нават калі квантавыя тэхналогіі выцесняць іх? Ці два метады вылічэнняў будуць існаваць у раўнавазе ў залежнасці ад іх моцных і слабых бакоў?