Kvantkommunikatsioon: tuleviku digitaalse turvalisuse võti!

Kvantkommunikatsioon: tuleviku digitaalse turvalisuse võti!

Täna, 1. aprillil 2025 teatati, et Berliini Humboldti Ülikool (HU) ja Müncheni Tehnikaülikool (TUM) võitsid Föderaalse Haridus- ja Teadusministeeriumi (BMBF) konkursi "Grand Challenge of Quantum Communication". Innovatsiooniprojekt kestab kolm aastat ja selle eesmärk on parandada digitaalsete infrastruktuuride turvalisust kvantkommunikatsiooni kasutamise kaudu. See on eriti asjakohane, arvestades kvantarvutustehnoloogia edenevat arengut, mis võib muuta traditsioonilise krüptimise aegunuks. Sellega seoses töötatakse välja ka kvantmärgid, mis võimaldavad kvantipõhist turvalist autentimist. HU keskendub eelkõige teemandi kvantmäluarhitektuuride arendamisele ja kvantmärkide teoreetilistele aspektidele. Teaduslik juhtimine on prof dr Tim Schröder, mille võttis üle HU, toetasid dr Gregor Pieplow ja prof dr Kai Müller.

Kuidas forschung-it-sicherheit-kommunikationssysteme.de selgitab, et kvantkommunikatsioon on digitaalsete infrastruktuuride turvalisuse keskne element. Kvantmärgid võimaldavad süsteemi kasutajate turvalist autentimist, lähtudes põhimõttest, et kvantinformatsiooni ei saa kopeerida ilma muutmata. Need tehnoloogiad pakuvad olulisi eeliseid võrreldes praeguste turvamärkidega ja neil võib olla rakendusi erinevates valdkondades, sealhulgas turvaline autentimine, andmete salvestamine ja digitaalallkirjad.

Uurimis- ja arendustegevus kvantmälu valdkonnas

Projekti keskseks murekohaks on kvantmälude edasiarendamine, mis on kvantmärkide realiseerimiseks üliolulised. BMBF-i konkurss tõstab esile uurimistöö ees seisvad väljakutsed, eriti praeguste salvestusmeetodite kvantolekute sageli piiratud eluiga. Erinevad lähenemisviisid kvantteabe salvestamiseks, nagu lõksus olevad aatomid ja värvikeskused, näitavad praegu salvestusaega millisekundites, mis ei ole kvantmärgisüsteemide jaoks piisavad. Nende süsteemide eluea ja sidususaegade parandamiseks on vaja sihipärast uurimistööd, mis võib sillutada teed tugevama kvantkommunikatsiooni infrastruktuuri loomisele.

Parandusteemade kõrval tuuakse välja ka tehnilise ühenduvuse vajadus olemasolevate infrastruktuuridega. Selleks, et rahastatud projektide edu oleks mõõdetav, on kavas ekspertidest koosnev žürii, kes hindab edusamme konkreetsete võtmenäitajate alusel. Plaan on saavutada kolme aasta jooksul mõõdetavaid parandusi kvantmälu või kvantmärke realiseerivate süsteemide arendamisel.

Sündmused ja võrgustikud kvantkommunikatsiooni edendamiseks

Saksamaal tuntakse huvi kvantkommunikatsiooni vastu mitmete sündmustega, mille eesmärk on tutvustada edusamme ja tuua esile uusi vaatenurki. Näiteks 17. oktoobril 2024 toimus Fraunhofer HHIs “Foorum kvantkommunikatsiooni foorum Saksamaal”. Riigisekretär dr Roland Philippi rõhutas BMBF-i teaduse rahastamise tähtsust Saksamaa IT-turvalisuse ja tehnoloogilise suveräänsuse tugevdamisel. Selles kontekstis tutvustatakse selliseid algatusi nagu QuNET, mis on juba töötanud kvantturvalise andmeedastuse demonstreerimisel, samas kui QR.X tõstab esile kvantteleportatsiooni kui tulevaste kvantvõrkude võtmetehnoloogiat.

Sarnaselt on algatuse SQuaD eesmärk edendada tehnosiiret ja luua innovatsiooni ökosüsteem kvantkommunikatsiooni valdkonnas. Üritus hõlmas arutelusid teadusuuringute, arendustegevuse ja rakenduste ning haridus- ja karjäärivõimaluste üle selles paljutõotavas valdkonnas. Kioskid, mis esitlesid kvantkommunikatsiooni uurimisprojekte, võimaldasid osalejatel ka otse teada saada viimastest arengutest.

Kvantkommunikatsiooni areng ei kujuta endast mitte ainult edusamme teadusuuringutes, vaid ka võimalust parandada Saksamaa digitaalse turvalisuse infrastruktuuri. Lisateavet selle kohta leiate aadressilt berlinquantum.de saadaval.