კვანტური ინტერნეტი: შემდეგი რევოლუცია ციფრულ კომუნიკაციაში

• ავტორი:
• ავტორის სახელი

  Quantumrun Foresight
• ივლისი 19, 2022

Insight რეზიუმე

მიუხედავად იმისა, რომ ინტერნეტმა გარდაქმნა საზოგადოება, ის აწყდება უსაფრთხოების დაუცველობას, რაც იწვევს კვლევას კვანტურ ინტერნეტში. კვანტური სისტემები იყენებს კუბიტებს, რომლებიც ინფორმაციის ფუნდამენტურად განსხვავებულად დამუშავების საშუალებას იძლევა, უნიკალურ გამოწვევებსა და შესაძლებლობებს წარმოადგენს. ბოლოდროინდელი მიღწევები კვანტური მდგომარეობების სტაბილიზაციაში ხსნის კარებს კვანტური დაშიფვრისთვის, გვპირდება მონაცემთა გაძლიერებულ უსაფრთხოებას, მონაცემთა უფრო სწრაფ გადაცემას და ტრანსფორმაციულ ზემოქმედებას ინდუსტრიებში.

კვანტური ინტერნეტ კონტექსტი

მიუხედავად იმისა, რომ ინტერნეტმა მოახდინა რევოლუცია თანამედროვე საზოგადოებაში, ის კვლავ სავსეა უსაფრთხოების დაუცველობით, რაც საფრთხეს უქმნის ციფრულ ეკოსისტემებს და კრიტიკულ საჯარო ინფრასტრუქტურას. ამ სისუსტეების აღმოსაფხვრელად, მკვლევარები ახლა იკვლევენ კვანტური ინტერნეტის შემოთავაზებულ შესაძლებლობებს, რაც შესაძლოა რეალობად იქცეს უფრო ადრე, ვიდრე ადრე იყო ნაწინასწარმეტყველები.

ტრადიციული კომპიუტერული სისტემები ასრულებენ ინსტრუქციებს ბიტების (ან ორობითი ციფრების) მიხედვით ერთი მნიშვნელობით 0 ან 1. ბიტები ასევე არის უმცირესი შესაძლო მონაცემთა ერთეული, რომელსაც იყენებენ კომპიუტერები. კვანტურმა სისტემებმა ინსტრუქციების შესრულება შემდეგ საფეხურზე გადაიყვანეს ტრადიციული კომპიუტერების მსგავსი ბიტების დამუშავებით, მაგრამ ასევე გამოიყენეს კუბიტები, რაც საშუალებას აძლევს მას ერთდროულად დაამუშაოს 0-ები და 1-ები. ეს კუბიტები არსებობს მყიფე კვანტურ მდგომარეობებში, რომელთა შენარჩუნება რთული იყო სტაბილური ფორმით და წარმოადგენს გამოწვევას კვანტური კომპიუტერის მკვლევარებისთვის. 

თუმცა, 2021 წელს, იაპონური კონგლომერატის Toshiba-ს მკვლევარებმა შეძლეს 600 კილომეტრზე მეტი ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელების შიგნით გარემოს სტაბილიზაცია, ოპტიკურ-ბოჭკოვანი ხაზების ქვემოთ ხმაურის ჩამქრალი ტალღების გაგზავნით. ჩინეთში მკვლევარები ავითარებენ თანამგზავრზე დაფუძნებულ მეთოდს, რათა განავითარონ კოსმოსიდან მიწამდე კვანტური საკომუნიკაციო ქსელი, რომელიც მოიცავს 4,600 კილომეტრს, რაც ყველაზე დიდია.

ამ მოვლენებმა გააღო კარი კვანტურზე დაფუძნებული დაშიფვრისთვის კვანტურ ინტერნეტში. შესაბამისად, ფიზიკის კანონები, რომლებიც დაკავშირებულია Quantum Key Distribution-თან (QKD) მათ გატეხვას შეუძლებელს ხდის, რადგან მათთან ნებისმიერი ურთიერთქმედება ცვლის ჩართული ნაწილაკების ჩახლართულ მდგომარეობას და აფრთხილებს სისტემას, რომ ვინმე მათთან ურთიერთობდა. სამმხრივი ჩახლართულობა ასევე წარმატებით იქნა დემონსტრირებული, რაც სამ მომხმარებელს საშუალებას აძლევს გააზიარონ საიდუმლო ინფორმაცია ახლო ქსელში.

დამრღვევი გავლენა 

კვანტური კომუნიკაცია გვპირდება მთავრობებისა და ორგანიზაციებისთვის ყველაზე კრიტიკული მონაცემების დაცვას. ეროვნულ უსაფრთხოებაში ეს ხდება შეუცვლელი ინსტრუმენტი, რადგან ის უზრუნველყოფს, რომ საიდუმლო ინფორმაცია, სამხედრო კომუნიკაციები და კრიტიკული ინფრასტრუქტურის მონაცემები დაცული იყოს კიბერ საფრთხეებისგან. უსაფრთხოების ეს გაზრდილი დონე გვთავაზობს ფარს კვანტური კომპიუტერების პოტენციური თავდასხმებისგან, რამაც შეიძლება ზიანი მიაყენოს ტრადიციულ კრიპტოგრაფიულ სისტემებს.

გარდა ამისა, კვანტურ ინტერნეტს შეუძლია ხელი შეუწყოს დიდი რაოდენობით მონაცემთა გადაცემას დიდ დისტანციებზე, რაც გვპირდება ქსელის დამუშავების სიჩქარის ექსპონენციალურ გაუმჯობესებას. ფინანსურ სექტორში მაღალი სიხშირის ვაჭრობა და ბაზრის რეალურ დროში ანალიზმა შეიძლება ტრეიდერებს საშუალება მისცეს მიიღონ გადაწყვეტილებები წამში. იმავდროულად, ასტრონომებს შეუძლიათ მიიღონ რეალურ დროში მონაცემები ტელესკოპებიდან მთელ მსოფლიოში, რაც გამოიწვევს კოსმოსის უფრო ღრმა გაგებას, ხოლო ნაწილაკების ფიზიკოსებს შეუძლიათ ნაწილაკების ამაჩქარებლების მიერ წარმოქმნილი მასიური მონაცემების ანალიზი დაუყოვნებლად, რაც აჩქარებს სამეცნიერო აღმოჩენების ტემპს.

თუმცა, ასევე უნდა გავითვალისწინოთ კვანტური მოწყობილობებისა და ქსელების მიერ გამოწვეული უსაფრთხოების პოტენციური გამოწვევები. კვანტურ კომპიუტერებს, თავისი შეუდარებელი დამუშავების სიჩქარითა და გამოთვლითი სიმძლავრით, აქვთ შესაძლებლობა დაარღვიონ ტრადიციული კრიპტოგრაფიული სისტემები, რომლებიც ემყარება დღევანდელი ციფრული სამყაროს უსაფრთხოებას. ამის გადასაჭრელად, მთავრობებს, ორგანიზაციებს და ბიზნესებს შეიძლება დასჭირდეთ ინვესტიცია პოსტკვანტურ კრიპტოგრაფიაში. კვანტურ უსაფრთხო დაშიფვრაზე გადასვლა არ არის მარტივი ამოცანა, რადგან ის მოიცავს მთელი ციფრული ინფრასტრუქტურის განახლებას.

კვანტური დამუშავების შედეგები საკომუნიკაციო ინდუსტრიაში 

კვანტური ინტერნეტის ფართოდ გავრცელების უფრო ფართო შედეგები შეიძლება მოიცავდეს:

• მთავრობები და ბიზნესები არსებით ინვესტიციებს ახორციელებენ კვანტური ქსელებისა და ტექნოლოგიების განვითარებასა და შენარჩუნებაში, რაც მოითხოვს მნიშვნელოვან ფინანსურ რესურსებს და სტრატეგიულ დაგეგმვას.
• გეოპოლიტიკური ლანდშაფტი იცვლება რადგან ქვეყნები ცდილობენ უზრუნველყონ საკუთარი კვანტური ინტერნეტ ინფრასტრუქტურა, რაც იწვევს საერთაშორისო კონკურენციის გაზრდას და თანამშრომლობას კვანტურ ტექნოლოგიების სივრცეში.
• ინდივიდები და ორგანიზაციები იღებენ წვდომას უაღრესად უსაფრთხო და კერძო საკომუნიკაციო ინსტრუმენტებზე, რაც საშუალებას აძლევს კონფიდენციალურ გაცვლას, მაგრამ ასევე იწვევს შეშფოთებას ამგვარი ტექნოლოგიის უკანონო მიზნებისთვის პოტენციური ბოროტად გამოყენების შესახებ.
• ჯანდაცვის ინდუსტრია განიცდის მიღწევებს სამედიცინო კვლევებში, წამლების აღმოჩენასა და პერსონალიზებულ მედიცინაში.
• ახალი სამუშაო შესაძლებლობები კვანტურ ტექნოლოგიასთან დაკავშირებულ სფეროებში, რაც იწვევს კვანტურ გამოთვლის, კრიპტოგრაფიისა და ქსელის უსაფრთხოების კვალიფიციურ პროფესიონალებს.
• კვანტური მოწყობილობებისა და ქსელების ენერგეტიკული მოთხოვნები, რომლებიც გავლენას ახდენენ ელექტროენერგიის მოხმარებაზე, რაც მოითხოვს ენერგოეფექტური კვანტური ტექნოლოგიების განვითარებას.
• გაიზარდა საერთაშორისო თანამშრომლობა კვანტურ კვლევებსა და სტანდარტებზე, რომლებიც უზრუნველყოფენ თავსებადობას და უსაფრთხოებას გლობალურად დაკავშირებულ კვანტურ ინტერნეტში.

კითხვები გასათვალისწინებელია

• როგორ ფიქრობთ, სხვაგვარად რა სარგებელს მოუტანს კვანტური ინტერნეტი და კერძო კვანტური საკომუნიკაციო ქსელები საზოგადოებას? თუ კერძო ინდუსტრია?
• გჯერათ, რომ კლასიკური, ბიტებზე დაფუძნებული გამოთვლები გააგრძელებს არსებობას მაშინაც კი, როცა კვანტურზე დაფუძნებული ტექნოლოგიები ანაცვლებს მას? ან იქნება თუ არა ორი გამოთვლითი მეთოდი წონასწორობაში, მათი ძლიერი და სუსტი მხარეების მიხედვით?