Kvantni internet: Sljedeća revolucija u digitalnoj komunikaciji

• Autor:
• Ime autora

  Quantumrun Foresight
• Juli 19, 2022

Sažetak uvida

Iako je internet transformisao društvo, suočava se sa sigurnosnim ranjivostima, što dovodi do istraživanja kvantnog interneta. Kvantni sistemi koriste kubite, koji omogućavaju obradu informacija na fundamentalno drugačiji način, predstavljajući jedinstvene izazove i mogućnosti. Nedavna otkrića u stabilizaciji kvantnih stanja otvaraju vrata za kvantnu enkripciju, obećavajući poboljšanu sigurnost podataka, brži prijenos podataka i transformativne utjecaje u različitim industrijama.

Kvantni internet kontekst

Iako je internet revolucionirao moderno društvo, on je i dalje pun sigurnosnih slabosti koje ugrožavaju digitalne ekosisteme i kritičnu javnu infrastrukturu. Kako bi se pozabavili ovim slabostima, istraživači sada istražuju mogućnosti koje nudi kvantni internet, koji bi mogao postati stvarnost prije nego što se ranije predviđalo.

Tradicionalni računarski sistemi izvršavaju instrukcije prema bitovima (ili binarnim ciframa) sa jednom vrednošću od 0 ili 1. Bitovi su takođe najmanja moguća jedinica podataka koju koriste računari. Kvantni sistemi podigli su izvršenje instrukcija na viši nivo obradom bitova sličnih tradicionalnim računarima, ali i korištenjem kubita, koji mu omogućavaju da istovremeno obrađuje 0 i 1. Ovi kubiti postoje u krhkim kvantnim stanjima, koje je bilo teško održati u stabilnom obliku i predstavljaju izazov za istraživače kvantnih kompjutera. 

Međutim, 2021. godine istraživači iz japanskog konglomerata Toshiba uspjeli su stabilizirati okruženje unutar optičkih kablova na dužini od 600 kilometara slanjem valova koji poništavaju buku niz optičke vodove. U Kini, istraživači razvijaju satelitski metod za razvoj integrisane kvantne komunikacione mreže svemir-zemlja koja se proteže na 4,600 kilometara – najveće te vrste.

Ovaj razvoj je otvorio vrata za kvantnu enkripciju u kvantnom internetu. Shodno tome, zakoni fizike uključeni u kvantnu distribuciju ključa (QKD) čine ih nemogućim za hakiranje, jer bi svaka interakcija s njima promijenila zapletena stanja uključenih čestica, upozoravajući sistem da je neko stupio u interakciju s njima. Uspješno je demonstrirano i trosmjerno uplitanje, omogućavajući troje korisnika da dijele tajne informacije u bliskoj mreži.

Ometajući uticaj 

Kvantna komunikacija obećava zaštitu najkritičnijih podataka za vlade i organizacije. U nacionalnoj sigurnosti, ovo postaje nezamjenjiv alat, jer osigurava da povjerljive informacije, vojne komunikacije i kritični infrastrukturni podaci ostanu sigurni od sajber prijetnji. Ovaj povećani nivo sigurnosti nudi zaštitu od potencijalnih napada kvantnih računara koji bi mogli ugroziti tradicionalne kriptografske sisteme.

Nadalje, kvantni internet može olakšati prijenos ogromne količine podataka na velike udaljenosti, obećavajući eksponencijalna poboljšanja u brzinama mrežne obrade. U sektoru finansija, visokofrekventno trgovanje i analiza tržišta u realnom vremenu mogu omogućiti trgovcima da donose odluke u djeliću sekunde. U međuvremenu, astronomi mogu primati podatke u realnom vremenu sa teleskopa širom svijeta, što dovodi do dubljeg razumijevanja kosmosa, dok fizičari čestica mogu bez odlaganja analizirati ogromne skupove podataka koje generiraju akceleratori čestica, ubrzavajući tempo naučnog otkrića.

Međutim, treba uzeti u obzir i potencijalne sigurnosne izazove koje predstavljaju kvantni uređaji i mreže. Kvantni računari, sa svojim neusporedivim brzinama obrade i računarskom snagom, imaju sposobnost da razbiju tradicionalne kriptografske sisteme koji podupiru sigurnost današnjeg digitalnog svijeta. Da bi se ovo pozabavilo, vlade, organizacije i preduzeća će možda morati da investiraju u postkvantnu kriptografiju. Prelazak na kvantno sigurnu enkripciju nije jednostavan zadatak, jer uključuje ažuriranje cjelokupne digitalne infrastrukture.

Implikacije kvantne obrade u komunikacijskoj industriji 

Šire implikacije kvantnog interneta koji postaje široko dostupan mogu uključivati:

• Vlade i kompanije ulažu značajna sredstva u razvoj i održavanje kvantnih mreža i tehnologija, što zahtijeva značajna finansijska sredstva i strateško planiranje.
• Geopolitički pejzaž se mijenja kako nacije nastoje osigurati vlastitu kvantnu internet infrastrukturu, što dovodi do povećane međunarodne konkurencije i suradnje u prostoru kvantne tehnologije.
• Pojedinci i organizacije dobijaju pristup visoko sigurnim i privatnim komunikacijskim alatima, omogućavajući povjerljivu razmjenu, ali i izazivajući zabrinutost zbog potencijalne zloupotrebe takve tehnologije u nezakonite svrhe.
• Industrija zdravstvene zaštite doživljava napredak u medicinskim istraživanjima, otkrivanju lijekova i personaliziranoj medicini.
• Nove mogućnosti zapošljavanja u oblastima vezanim za kvantne tehnologije, podstičući potražnju za vještim profesionalcima u kvantnom računarstvu, kriptografiji i mrežnoj sigurnosti.
• Energetski zahtjevi kvantnih uređaja i mreža koji utiču na potrošnju električne energije, zahtijevaju razvoj energetski učinkovitih kvantnih tehnologija.
• Povećana međunarodna saradnja na kvantnom istraživanju i standardima koji osiguravaju kompatibilnost i sigurnost u globalno povezanom kvantnom Internetu.

Pitanja koja treba razmotriti

• Šta inače mislite da će kvantni internet i privatne kvantne komunikacione mreže koristiti javnosti? Ili privatna industrija?
• Vjerujete li da će klasično računanje zasnovano na bitovima nastaviti postojati čak i kada ga kvantno zasnovane tehnologije budu zamijenile? Ili će te dvije metode računanja postojati u ravnoteži ovisno o njihovim prednostima i slabostima?