Dalam
artikel terakhir, kami berbicara tentang prospek jaringan kuantum dan tantangan yang dihadapi pengembang mereka. Hari ini kami akan memberi tahu Anda apa proyek yang sedang dilakukan peneliti dalam dan luar negeri. Jika Anda tertarik dengan topik ini, kami mengundang Anda ke kucing.
/ Flickr / Groman123 / CC BY-SADi mana dan mengapa dibutuhkan jaringan kuantum
Pertukaran data dalam jaringan kuantum terjadi menggunakan foton terpolarisasi yang disebut qubit. Jaringan seperti itu tidak dapat "disadap," karena qubit sangat rapuh dan berubah nilainya saat dibaca. Akibatnya, pihak yang bertukar data melalui saluran aman dapat segera mengidentifikasi serangan MITM. Dalam hal ini, fenomena keterikatan kuantum memungkinkan seseorang untuk belajar tentang perubahan sifat-sifat partikel kuantum di kejauhan. Fitur ini dapat digunakan untuk menghasilkan angka acak pada dua titik secara bersamaan.
Untuk alasan ini, jaringan kuantum telah menemukan aplikasi dalam distribusi kunci kriptografi dan sistem pembangkitan.
Perkembangan asing
Pengembangan sistem distribusi kunci kriptografi kuantum ditangani oleh banyak negara Eropa, serta AS, Cina, dan negara lainnya.
Draf kerja pertama dari jaringan kuantum dikembangkan oleh DARPA (Departemen Pertahanan AS) pada tahun 2001. Itu dibuat oleh organisasi yang sama yang sebelumnya terlibat dalam implementasi ARPNET. Sekarang jaringan kuantum digunakan di Massachusetts, di mana ia menghubungkan beberapa organisasi ilmiah dan militer.
Beberapa waktu kemudian, solusi komersial pertama muncul di bidang kriptografi kuantum. Pada tahun 2002, sistem Navajo dari
MagiQ Technologies memulai debutnya , yang digunakan NASA. Sistem ini menggunakan
protokol distribusi kunci kuantum
BB84 . Protokol ini mengasumsikan bahwa node yang berkomunikasi memiliki dua koneksi: serat optik (kuantum), di mana kunci kripto dipertukarkan, dan koneksi Internet klasik untuk transfer data. Pendekatan ini digunakan hari ini.
Pada awal 2000-an, para peneliti Eropa juga bekerja pada teknologi kriptografi kuantum. Contohnya adalah proyek
SECOQC , yang dibuat untuk menjaga keamanan negara negara-negara UE. Pada 2004, UE menginvestasikan 11 juta euro dalam proyek tersebut, dan pada 2008 jaringan diluncurkan di Wina.
Pada saat itu, masalah utama yang peneliti temui adalah sulitnya transmisi qubit terjerat dalam jarak jauh. Secara khusus, panjang jaringan kuantum MagiQ dibatasi hingga 30 kilometer.
Pengaruh lingkungan eksternal menghancurkan kuanta (efeknya disebut dekoherensi ). Efek ini juga merupakan alasan sulitnya retensi jangka panjang dari keadaan "terjerat" partikel kuantum.
Saat ini, pengembangan sedang dilakukan secara aktif untuk mengatasi kesulitan ini. Secara khusus, staf di Delft Institute di Belanda
sedang mengerjakan repeater yang seharusnya membantu meningkatkan jaringan. Untuk melakukan tes, mereka meletakkan jaringan kuantum sepuluh kilometer antara kota Delft dan Den Haag. Kemudian - pada tahun 2020 - seharusnya menghubungkan empat kota di Eropa.
Juga, beberapa negara sedang mengerjakan implementasi sistem distribusi kunci kriptografi kuantum
satelit . Sebagai contoh, tahun lalu, insinyur Cina melakukan
teleportasi kuantum pertama dalam sejarah
ketika mentransmisikan data dari luar angkasa .
Foton disiarkan ke tanah menggunakan laser. Untuk mengurangi efek dekoherensi pada partikel kuantum yang ditransmisikan, satelit diluncurkan ke orbit 500 kilometer. Dengan demikian, partikel cahaya mengatasi bagian penting dari jalur dalam ruang hampa. Pada saat yang sama, pengaruh atmosfer berkurang karena penempatan stasiun penerima pada ketinggian empat kilometer di atas permukaan laut di Tibet. Awal tahun ini, karyawan Akademi Ilmu Pengetahuan Beijing menggunakan satelit untuk melakukan konferensi kuantum.
/ Flickr / Jeremy Atkinson / CC BYBagaimana kabarmu di Rusia
Eksperimen dengan jaringan kuantum dan distribusi kunci kuantum juga sedang dilakukan di Rusia. Diyakini bahwa jaringan kuantum pertama di negara kita (atau lebih tepatnya, garis) diletakkan oleh para peneliti dari Universitas ITMO di antara dua bangunan universitas.
Beberapa tahun kemudian, spesialis yang sama ini, bersama dengan rekan-rekan dari Pusat Kuantum Kazan, meluncurkan
jaringan kuantum multi-simpul pertama di Federasi Rusia. Ada empat node secara total, mereka berada pada jarak 40 km dari satu sama lain. Para peneliti sekarang bekerja pada meletakkan jaringan dari Kazan ke Naberezhnye Chelny dan sedang bernegosiasi dengan
lembaga keuangan yang tertarik dalam mengadaptasi teknologi untuk mengimplementasikan komunikasi terenkripsi.
Contoh pengembangan lain - pada tahun 2016, fisikawan dari Pusat Kuantum Rusia (RCC) meletakkan jaringan kuantum pertama di kota. Kabel serat optik membentang antara dua cabang perbankan di Moskow, terletak 30 kilometer dari satu sama lain. Sekarang para ahli dari RCC bekerja pada jalur komunikasi kuantum 250 kilometer. Ini akan berjalan antara kantor RCC, taman teknologi Skolkovo dan pusat data Sberbank. Jaringan akan dibagi menjadi sepuluh bagian dengan panjang 80 kilometer. Di beberapa bagian jaringan, direncanakan untuk mengirimkan data menggunakan laser inframerah.
Dapat diharapkan bahwa proyek yang sekarang disponsori oleh lembaga keuangan, ilmiah, dan pemerintah pada akhirnya akan memungkinkan organisasi jaringan kuantum yang lebih besar.
Apa lagi yang kami tulis di blog situs web VAS Experts: