Kvantu komunikācija: nākotnes digitālās drošības atslēga!

Kvantu komunikācija: nākotnes digitālās drošības atslēga!

Šodien, 2025. gada 1. aprīlī, tika paziņots, ka Berlīnes Humbolta universitāte (HU) un Minhenes Tehniskā universitāte (TUM) ir uzvarējušas Federālās Izglītības un pētniecības ministrijas (BMBF) konkursā “Grand Challenge of Quantum Communication”. Inovācijas projekts ilgs trīs gadus, un tā mērķis ir uzlabot digitālo infrastruktūru drošību, izmantojot kvantu komunikāciju. Tas ir īpaši svarīgi, ņemot vērā kvantu skaitļošanas tehnoloģiju progresu, kas var padarīt tradicionālo šifrēšanu novecojušu. Šajā kontekstā tiks izstrādāti arī kvantu marķieri, kas nodrošina uz kvantu balstītu drošu autentifikāciju. HU īpaši koncentrēsies uz kvantu atmiņas arhitektūru izstrādi dimantā un kvantu marķieru teorētiskajiem aspektiem. Zinātnisko vadību ir prof. Dr. Tims Šrēders, kuru pārņēma HU, un to atbalstīja Dr. Gregors Pieplovs un prof. Dr. Kai Millers.

Kā forschung-it-sicherheit-kommunikationssysteme.de skaidro, kvantu komunikācija ir centrālais elements digitālo infrastruktūru drošībā. Kvantu marķieri nodrošina sistēmas lietotāju drošu autentifikāciju, pamatojoties uz principu, ka kvantu informāciju nevar kopēt, to nemainot. Šīs tehnoloģijas piedāvā ievērojamas priekšrocības salīdzinājumā ar pašreizējiem drošības marķieriem, un tām var būt lietojumprogrammas dažādās jomās, tostarp droša autentifikācija, datu glabāšana un ciparparaksti.

Pētījumi un attīstība kvantu atmiņas jomā

Projekta galvenā problēma ir kvantu atmiņu tālāka attīstība, kas ir ļoti svarīgas kvantu marķieru realizācijai. BMBF konkurss izceļ izaicinājumus, ar kuriem saskaras pētniecība, jo īpaši bieži ierobežoto kvantu stāvokļu kalpošanas laiku pašreizējās uzglabāšanas metodēs. Dažādās pieejas kvantu informācijas glabāšanai, piemēram, iesprostoti atomi un krāsu centri, pašlaik parāda uzglabāšanas laiku milisekundes diapazonā, kas nav pietiekams kvantu marķieru sistēmām. Ir nepieciešami mērķtiecīgi pētījumi, lai uzlabotu šo sistēmu kalpošanas laiku un saskaņotības laikus, kas var pavērt ceļu stabilākai kvantu sakaru infrastruktūrai.

Līdzās uzlabošanas tēmām norādīta arī nepieciešamība pēc tehniskā savienojuma ar esošajām infrastruktūrām. Lai finansēto projektu panākumi būtu izmērāmi, plānots, ka ekspertu žūrija progresu vērtēs pēc konkrētiem galvenajiem skaitļiem. Plāns ir trīs gadu laikā panākt izmērāmus uzlabojumus kvantu atmiņas vai sistēmu attīstībā kvantu marķieru realizēšanai.

Pasākumi un tīkli, lai veicinātu kvantu komunikāciju

Interese par kvantu komunikāciju Vācijā tiek apmierināta ar virkni pasākumu, kuru mērķis ir demonstrēt sasniegumus un izcelt jaunas perspektīvas. Piemēram, 2024. gada 17. oktobrī Fraunhofer HHI notika “Forum for Quantum Communication in Germany”. Valsts sekretārs Dr. Rolands Filipi uzsvēra BMBF pētniecības finansējuma nozīmi Vācijas IT drošības un tehnoloģiskās suverenitātes stiprināšanā. Šajā kontekstā tiek prezentētas tādas iniciatīvas kā QuNET, kas jau ir strādājušas, demonstrējot kvantu drošu datu pārraidi, savukārt QR.X izceļ kvantu teleportāciju kā galveno tehnoloģiju nākotnes kvantu tīkliem.

Tāpat SQuaD iniciatīvas mērķis ir veicināt tehnoloģiju nodošanu un veidot inovāciju ekosistēmu kvantu komunikāciju jomā. Pasākumā notika diskusijas par pētniecību, attīstību un pielietojumiem, kā arī izglītības un karjeras iespējām šajā daudzsološajā jomā. Kioski, kas prezentēja pētniecības projektus kvantu komunikācijā, arī ļāva dalībniekiem tieši uzzināt par jaunākajiem sasniegumiem.

Kvantu komunikācijas attīstība ir ne tikai progress pētniecībā, bet arī iespēja uzlabot digitālās drošības infrastruktūru Vācijā. Papildu informācija par to ir pieejama vietnē berlinquantum.de pieejams.