Článek pochází z DieWelt.de
V roce 2018 vídeňští fyzici poprvé vytvořili optickou síť, která díky kryptografickému šifrování umožnila několika předplatitelům komunikovat mezi sebou navzájem. Ačkoli to fungovalo pouze pro čtyři osoby při relativně malé datové rychlosti, v zásadě to bylo zrod kvantového internetu - vizionářský internet, který vyloučí krádež dat a manipulaci.
V dnešním internetu různé šifrovací metody zajišťují bezpečný přenos citlivých dat. Kdykoli prohlížeč zobrazí webovou stránku s „https“, znamená to, že data jsou při tomto internetovém připojení šifrována.
Dnešní metody šifrování dat však v dohledné budoucnosti již nemohou být dostatečně bezpečné, zejména pokud jsou k dispozici takzvané kvantové počítače, s nimiž lze dnešní kódování zrušit.
Znovu a znovu byl zaznamenán pokrok ve vývoji kvantových počítačů, ale první prototypy takových systémů stále ještě neohrožují šifrování používané dnes na internetu.
Pokud však jednoho dne kvantové informační vědci dokáží postavit dostatečně výkonné přerušovače kódu, objeví se v době potřeby i záchranář. Kvantová technologie bude potom také schopna poskytovat kvantové sítě odolné proti klepnutí, které mohou komunikovat prostřednictvím kvantového počítače bezdotykově prostřednictvím kvantového internetu.
V zásadě je to již dnes možné, jak ukázala vídeňská průkopnická síť. V roce 2017 Čína dokonce vypustila do vesmíru kvantový satelit, který dokáže šifrovat data šifrovaná kryptografií pomocí pozemní stanice.
Problémem této techniky je však stále velmi nízká rychlost přenosu dat. Pro mnoho dnešních aplikací to prostě nestačí. Vysoké technické využití kvantové kryptografie je prozatím užitečné pouze pro malá množství dat, která jsou důležitá a velmi tajná.
V kvantové kryptografii i v kvantových počítačích se používají tzv. Kvantové bity (qubits). Fyzický nosič qubit je částice hmoty nebo světla, které mohou být ve dvou různých stavech.
I klasická digitální technologie funguje se dvěma stavy, nulou a jedním. Kromě nuly a jednoho však může qubit současně akceptovat tyto dva stavy.
Dotykový přenos qubits je také známý jako teleportace. Pro mnoho lidí tento termín stále vyvolává vzpomínku na „paprskování“ v „kosmické lodi Enterprise“. Když však výzkumní pracovníci z vídeňského institutu kvantové optiky a kvantové informaceteleportují data bezpečně, pak záleží na A až B.
Spíše jsou na jejich cestě vysílány zamotané fotony, tj. Lehké částice. Zapletený znamená, že každý dva fotony se také znají na velké vzdálenosti od sebe navzájem a jejich stavů. V praxi to znamená, že by bylo v každém případě zaznamenáno zachycení fotonu vysílaného z odesílatele do přijímače.
Vídeňští vědci, jejichž institut patří do Rakouské akademie věd, nyní uvádějí v časopise „Fyzická recenze dopisy“ další důležitý krok směrem k kvantovému internetu.
Spolu s kvantovými fyziky z University of Science and Technology v Číně se jim poprvé podařilo v mezinárodním měřítku převést trojrozměrné kvantové státy. Vědci nepracovali s qubity, ale poprvé s tzv. Qutrity - tj. Stavy na třech úrovních. Určité vlastnosti kvantového systému tedy mohou předpokládat nejen dva stavy (0 a 1), ale tři stavy (0, 1 a 2).
Teoretická práce již v 90. letech ukázala, že by měla být možná i trojrozměrná kvantová teleportace. „Nejprve jsme však museli vyvinout skutečnou realizaci v laboratoři a nezbytnou technologii,“ říká Manuael Erhard z vídeňského institutu kvantové optiky a kvantové informace.
Zajímavé pro praktické použití je, že s Qutrits lze přenášet více informací současně než s qubits. Přechod ze dvou na tři nemusí znít revolučně, ale tento typ přenosu dat není omezen na tři rozměry.
To lze v zásadě rozšířit na libovolný počet rozměrů, zdůrazňuje Erhard. A pak se kvantový internet pohybuje s dostatečnou kvalitou přenosu, ale mnohem blíže k možnosti.
„Základní kámen pro příští generaci kvantových kryptografických systémů je položen naším základním výzkumem dnes,“ komentoval Jian-Wie Pan, vědec zapojený do projektu, z University of Science a Technolgoy of China.
** Reklama: Nyní si v Telekomu objednejte novou Galaxy Note10 od 1 € *. **
Technologie trojrozměrných nebo vyšších dimenzionálních kvantových stavů není zajímavá pouze pro bezpečnou teleportaci. Práce s vyššími dimenzionálními kvantovými stavy by také mohla hrát ústřední roli ve vývoji praktických kvantových počítačů.
