Fizičari demonstrirali rad kvantnog rutera

Kvantni ruter je prvi korak u nastanku kvantnog Interneta.

Kvantni računalni čip. Photo Credit: Wikimedia Commons



Svi već dulje vrijeme vjerujemo kako su kvantna računala tehnologija budućnosti. Umjesto uobičajenog niza jedinica i nula (1 i 0), ona će biti u mogućnosti slati obje vrste informacija istovremeno.

No jedan veliki problem leži u činjenici da se informacije mogu kretati samo kroz jedno optičko vlakno, što znači da vam za primopredaju obje informacije istovremeno treba neki usmjerivač, odnosno ruter.

Kineski fizičar Xiuying Chang i njegovi kolege sa Sveučilišta Tsinghau ovih se dana objavili znanstveni rad u kojem demonstriraju prvi kvantni ruter, čime dokazuju da je moguće doista upravljati kvantnim signalom.

Korišteni podaci kodirani su u dvije različite vrste polariziranih fotona (kao 1 i 0). Znanstvenici su potom stvorili jedan foton koji djeluje i kao kombinirani nosač istovremenih jedinica i nula. Taj se foton potom podijelio na dva fotona koji dijele zajedničko stanje.

Ruter tada uzima jedan foton kako bi odredio putanju, a drugi se koristi za prijenos informacije. Fotoni se potom usmjeruju na ispravnu putanju jednostavnim nizom zrcala.

Nažalost, ovo je samo jedan mali korak u razvoju kvantnog Interneta, jer znanstvenici navode kako su samo dokazali koncept, odnosno da je teoretski moguće slati kvantne informacije kroz ruter, ali je način za to još uvijek limitiran. Drugim riječima, to znači da ova tehnologija u praksi neće izgledati tako kako su je oni zamislili.

Čitav znanstveni rad možete pogledati u ovom PDF-u ( attach )

Preuzeto sa ...

Kvantni Internet u Los Alamosu



Prema pisanju MIT Technology Reviewa, u američkom Nacionalnom laboratoriju Los Alamos već dvije i pol godine bez problema funkcionira "kvantni Internet" (možda bi bolje bilo reći - intranet), odnosno komunikacija među računalima gdje su podaci kvantno kodirani i nemoguće ih je presresti bez detekcije.

Iako već sada postoje kvantni sustavi komunikacije, k tome komercijalno dostupni i u uporabi uglavnom u bankama, nedostatak im je da su ograničeni na veze između samo dvije točke u mreži. Tako poslovična kriptografska Alisa može poslati isto takvom Bobu kvantno kodiranu poruku, ali je ovaj ne može dalje slati (nepromijenjenu) Charlieju, Donu, Emilu ili Franku. Ovo je stoga jer usmjeravanje poruke daljim primateljima zahtjeva čitanje odredišta sadržanog u poruci, a samo čitanje kvantno kodiranog sadržaja mijenja sam sadržaj.

Ekipa iz Los Alamosa je ovome doskočila koristeći zvjezdastu topologiju mreže, gdje su na kvantni ruter spojeni svi korisnici. Na taj način sve poruke s jedne točke na mreži bivaju odaslane na bilo koju drugu preko ovakvog usmjernika. Ovo rješenje je već od prije poznato i svaki korisnik s ruterom komunicira kvantnom vezom, a u samom ruteru se poruke dekodiraju u klasične digitalne bitove, ponovo prebacuju u kvantnu komunikaciju i šalju primatelju. Dok god je ruter siguran, komunikacija ovakvom mrežom je i sama sigurna.

Problem ovoga pristupa je skalabilnost sustava, odnosno s rastom mreže postaje sve teže upravljati svim mogućim konekcijama koje se mogu napraviti s jedne točke u mreži s bilo kojim ostalim točkama.

Novost u rješenju ekipe iz Los Alamosa je korištenje kvantnih odašiljača na svakoj točki mreže (lasera), ali čitač kvantnog stanja (detektor fotona) se nalazi samo na samome ruteru. Kako su ovi uređaji skupi i glomazni, ovakvo rješenje je daleko jeftinije i jednostavnije za instalaciju od postojećih.

Ovo rješenje omogućava slanje poruka s čvora prema ruteru, gdje se poruka dekodira te se potom preko klasične veze i korištenjem OTP (one time pad) kodiranja distribuira do drugog primatelja u mreži. Ovaj način komunikacije također jamči sigurnost u komunikaciji sve dok je centralni ruter siguran.

Kako točke u mreži trebaju samo laserski odašiljač, koji je u izvedbi ekipe iz Los Alamosa PnP tipa i veličine kutije šibica (idući će biti za red veličine manji u svakoj od tri dimenzije, tvrde autori), instalacija ovakve mreže je izuzetno jednostavna. Dapače, cilj je imati takav uređaj ugrađen u bilo koji elektronički uređaj koji koristi optičke kabele, poput dekodera na TV-aparatima, računala, igraćih konzola itd., čime se svima jamči sigurna komunikacija.


Rješenje iz Los Alamosa je PnP tipa, a prototip lasera koji odašilje fotone je veličine kutije šibica


Preuzeto sa ...