Kvantová komunikácia: Kľúč k digitálnej bezpečnosti budúcnosti!

Kvantová komunikácia: Kľúč k digitálnej bezpečnosti budúcnosti!

Dnes, 1. apríla 2025, bolo oznámené, že Humboldtova univerzita v Berlíne (HU) a Technická univerzita v Mníchove (TUM) zvíťazili v súťaži „Grand Challenge of Quantum Communication“ Spolkového ministerstva školstva a výskumu (BMBF). Inovačný projekt potrvá tri roky a jeho cieľom je zlepšiť bezpečnosť digitálnych infraštruktúr pomocou kvantovej komunikácie. Toto je obzvlášť dôležité vzhľadom na postupujúci vývoj v oblasti kvantovej výpočtovej technológie, ktorý by mohol spôsobiť, že tradičné šifrovanie bude zastarané. V tejto súvislosti sa vyvinú aj kvantové tokeny, ktoré umožnia bezpečnú autentifikáciu na kvantovej báze. HU sa zameria najmä na vývoj architektúr kvantovej pamäte v diamante a teoretické aspekty kvantových tokenov. Vedecké vedenie je Prof. Dr. Tim Schröder prevzalo HU s podporou Dr. Gregora Pieplowa a Prof. Dr. Kai Müllera.

Ako forschung-it-sicherheit-kommunikationssysteme.de vysvetľuje, že kvantová komunikácia je ústredným prvkom bezpečnosti digitálnych infraštruktúr. Kvantové tokeny umožňujú bezpečnú autentifikáciu používateľov systému na princípe, že kvantové informácie nemožno skopírovať bez toho, aby sa zmenili. Tieto technológie ponúkajú významné výhody oproti súčasným bezpečnostným tokenom a mohli by mať uplatnenie v rôznych oblastiach vrátane bezpečnej autentifikácie, ukladania dát a digitálnych podpisov.

Výskum a vývoj v oblasti kvantovej pamäte

Ústredným záujmom projektu je ďalší vývoj kvantových pamätí, ktoré sú kľúčové pre realizáciu kvantových tokenov. Súťaž BMBF zdôrazňuje výzvy, ktorým čelí výskum, najmä často obmedzenú životnosť kvantových stavov v súčasných metódach ukladania. Rôzne prístupy k ukladaniu kvantových informácií, ako sú zachytené atómy a farebné centrá, v súčasnosti vykazujú časy ukladania v rozsahu milisekúnd, čo nie je dostatočné pre systémy kvantových tokenov. Je potrebný cielený výskum na zlepšenie životnosti a koherencie týchto systémov, čo môže pripraviť cestu k robustnejšej kvantovej komunikačnej infraštruktúre.

Spolu s témami zlepšovania sa poukazuje aj na potrebu technickej konektivity k existujúcim infraštruktúram. Aby bol úspech financovaných projektov merateľný, plánuje sa porota zložená z odborníkov, ktorá bude hodnotiť pokrok na základe konkrétnych kľúčových údajov. Plánom je do troch rokov dosiahnuť merateľné zlepšenia vo vývoji kvantovej pamäte alebo systémov na realizáciu kvantových tokenov.

Udalosti a siete na podporu kvantovej komunikácie

Záujem o kvantovú komunikáciu v Nemecku sa stretáva s radom podujatí zameraných na predstavenie pokrokov a zdôraznenie nových perspektív. Napríklad 17. októbra 2024 sa vo Fraunhofer HHI konalo „Fórum pre kvantovú komunikáciu v Nemecku“. Štátny tajomník Dr. Roland Philippi zdôraznil dôležitosť financovania výskumu zo strany BMBF na posilnenie IT bezpečnosti a technologickej suverenity Nemecka. V tejto súvislosti sú prezentované iniciatívy ako QuNET, ktoré už pracovali na demonštrácii kvantovo bezpečného prenosu údajov, zatiaľ čo QR.X vyzdvihuje kvantovú teleportáciu ako kľúčovú technológiu pre budúce kvantové siete.

Podobne je cieľom iniciatívy SQuaD podporiť transfer technológií a vybudovať inovačný ekosystém v oblasti kvantovej komunikácie. Súčasťou podujatia boli diskusie o výskume, vývoji a aplikáciách, ako aj možnosti vzdelávania a kariéry v tejto perspektívnej oblasti. Kiosky, ktoré prezentovali výskumné projekty v oblasti kvantovej komunikácie, tiež umožnili účastníkom priamo sa dozvedieť o najnovšom vývoji.

Vývoj v oblasti kvantovej komunikácie predstavuje nielen pokrok vo výskume, ale aj príležitosť na zlepšenie infraštruktúry digitálnej bezpečnosti v Nemecku. Ďalšie informácie o tom sú k dispozícii na berlinquantum.de k dispozícii.