Kvanttiviestintä: Avain tulevaisuuden digitaaliseen turvallisuuteen!

Kvanttiviestintä: Avain tulevaisuuden digitaaliseen turvallisuuteen!

Tänään 1. huhtikuuta 2025 julkistettiin, että Berliinin Humboldt University (HU) ja Münchenin teknillinen yliopisto (TUM) ovat voittaneet liittovaltion opetus- ja tutkimusministeriön (BMBF) "Grand Challenge of Quantum Communication" -kilpailun. Innovaatioprojekti kestää kolme vuotta ja sen tavoitteena on parantaa digitaalisten infrastruktuurien turvallisuutta kvanttiviestinnän avulla. Tämä on erityisen tärkeää, kun otetaan huomioon kvanttilaskentatekniikan edistyminen, mikä saattaa tehdä perinteisestä salauksesta vanhentunutta. Tässä yhteydessä kehitetään myös kvanttitokeneita, jotka mahdollistavat kvanttipohjaisen turvallisen autentikoinnin. HU keskittyy erityisesti timanttien kvanttimuistiarkkitehtuurien kehittämiseen ja kvanttimerkkien teoreettisiin näkökohtiin. Tieteellisen johdon on professori tri Tim Schröder siirtyi HU:lle, jota tukivat tohtori Gregor Pieplow ja prof. tohtori Kai Müller.

Miten forschung-it-sicherheit-kommunikationssysteme.de kertoo, että kvanttiviestintä on keskeinen osa digitaalisten infrastruktuurien turvallisuutta. Kvanttitunnisteet mahdollistavat järjestelmän käyttäjien turvallisen autentikoinnin sillä periaatteella, että kvanttitietoa ei voi kopioida muuttamatta. Nämä tekniikat tarjoavat merkittäviä etuja nykyisiin suojaustunnuksiin verrattuna, ja niillä voi olla sovelluksia useilla aloilla, mukaan lukien suojattu todennus, tietojen tallennus ja digitaaliset allekirjoitukset.

Tutkimus ja kehitys kvanttimuistin alalla

Hankkeen keskeinen huolenaihe on kvanttimuistien jatkokehitys, jotka ovat ratkaisevan tärkeitä kvanttimerkkien toteuttamisessa. BMBF-kilpailu korostaa tutkimuksen haasteita, erityisesti kvanttitilojen usein rajallista elinikää nykyisissä varastointimenetelmissä. Erilaiset lähestymistavat kvanttiinformaation tallentamiseen, kuten loukkuun jääneet atomit ja värikeskukset, osoittavat tällä hetkellä tallennusajat millisekunnin alueella, mikä ei riitä kvanttimerkkijärjestelmille. Kohdennettua tutkimusta tarvitaan näiden järjestelmien käyttöiän ja koherenssiaikojen parantamiseksi, mikä voi tasoittaa tietä vankemmalle kvanttiviestintäinfrastruktuurille.

Parannusaiheiden ohella korostetaan myös teknisten liitettävyyden tarve olemassa oleviin infrastruktuureihin. Jotta rahoitettujen hankkeiden menestys olisi mitattavissa, asiantuntijaraati on suunniteltu arvioimaan edistymistä tiettyjen tunnuslukujen perusteella. Suunnitelmana on saavuttaa mitattavia parannuksia kvanttimuistin tai kvanttimerkkien toteuttamisjärjestelmien kehityksessä kolmen vuoden sisällä.

Tapahtumat ja verkostot kvanttiviestinnän edistämiseksi

Kiinnostus kvanttiviestintää kohtaan Saksassa on kohdistettu useilla tapahtumilla, joiden tarkoituksena on esitellä edistystä ja tuoda esiin uusia näkökulmia. Esimerkiksi 17. lokakuuta 2024 "Forum for Quantum Communication in Germany" pidettiin Fraunhofer HHI:ssä. Valtiosihteeri tohtori Roland Philippi korosti BMBF:n tutkimusrahoituksen merkitystä Saksan IT-turvallisuuden ja teknologisen suvereniteetin vahvistamisessa. Tässä yhteydessä esitellään aloitteita, kuten QuNET, jotka ovat jo työskennelleet kvanttiturvallisen tiedonsiirron demonstroimiseksi, kun taas QR.X korostaa kvanttiteleportaatiota tulevaisuuden kvanttiverkkojen avainteknologiana.

Samoin SQuaD-aloitteella pyritään edistämään teknologian siirtoa ja rakentamaan innovaatioekosysteemiä kvanttiviestinnän alalla. Tilaisuudessa keskusteltiin tutkimuksesta, kehittämisestä ja sovelluksista sekä koulutus- ja uramahdollisuuksista tällä lupaavalla alalla. Kvanttiviestinnän tutkimusprojekteja esittelevissä kioskeissa osallistujat saivat myös suoraan tietoa uusimmasta kehityksestä.

Kvanttiviestinnän kehitys ei edusta vain edistystä tutkimuksessa, vaan myös mahdollisuutta parantaa digitaalisen turvallisuuden infrastruktuuria Saksassa. Lisätietoja tästä on saatavilla osoitteessa berlinquantum.de saatavilla.