Видання AZoQuantumповідомило про значне досягнення у сфері квантових комунікацій — вперше у Великій Британії вдалося реалізувати довготривалу мережу квантового зв’язку між двома містами. Проєкт, у якому взяли участь науковці з університетів Бристоля та Кембриджа, не лише демонструє високий рівень захищеної передачі даних, а й відкриває двері до створення повноцінного квантового інтернету. Ми підготували короткий виклад найцікавішого з цього технологічного прориву.
Довготривале квантове з’єднання на великій відстані
Одним з головних досягнень дослідників стало створення квантового з’єднання протяжністю понад 400 км — від Бристоля до Кембриджа. Це перший випадок у Британії, коли вдалося забезпечити стабільну, тривалу і водночас квантово-захищену комунікацію між такими віддаленими пунктами. Для передачі сигналів використано вже наявну волоконно-оптичну інфраструктуру, зокрема мережу National Dark Fiber Facility. Це дозволило забезпечити реалістичний сценарій впровадження квантового зв’язку у повсякденні телекомунікаційні процеси.
Комбінація класичних і передових квантових методів
Проєкт виявився унікальним завдяки одночасному застосуванню двох типів квантових технологій. З одного боку — це класичний розподіл квантових ключів (Quantum Key Distribution, QKD), що базується на передачі одиничних фотонів, а з іншого — використання явища квантової заплутаності. Заплутані частинки здатні миттєво взаємодіяти одна з одною на будь-якій відстані, що дозволяє підняти рівень безпеки комунікацій на безпрецедентний рівень.
Поєднання цих підходів дозволило протестувати передачу конфіденційної інформації у реальних умовах — від захищених відеодзвінків до безпечного доступу до дата-центрів і передавання медичних даних. Така універсальність демонструє практичну готовність квантових комунікацій для впровадження у критично важливих галузях — від охорони здоров’я до фінансового сектору.
Інфраструктурна гнучкість і масштабованість
Ще одним важливим аспектом розробки є її гнучкість. Завдяки використанню оптичних перемикачів із низьким рівнем втрат, мережа здатна оперативно змінювати маршрути сигналів залежно від потреб. Крім того, вона підтримує одночасну роботу різних квантових протоколів, що дозволяє масштабувати систему без необхідності повної перебудови інфраструктури.
Така модульність і сумісність з існуючими мережами — велика перевага, яка відкриває шлях до поступового впровадження квантового зв’язку в масштабах міст, регіонів і навіть країн.
У міжнародному контексті: хто ще працює над квантовими мережами
Хоча Британія зробила значний крок уперед, вона не єдина, хто активно розвиває цю галузь. Китай вже кілька років успішно експлуатує квантову мережу протяжністю понад 4600 км, яка поєднує великі міста країни через оптоволокно та супутники. Мережа підтримує як експериментальні, так і прикладні завдання, включно з банківським шифруванням та безпечним обміном інформацією між державними установами.
У Європі найпомітнішим прикладом є квантова мережа в Мадриді, яка включає дев’ять вузлів з підтримкою різних QKD-протоколів. Аналогічні ініціативи розвиваються в Сінгапурі, США та Італії. Британський досвід на цьому тлі вирізняється акцентом на практичну інтеграцію новітніх технологій у наявну інфраструктуру.
Квантовий інтернет: більше, ніж безпечна комунікація
Хоча нинішній фокус досліджень — це забезпечення захищеної передачі даних, кінцева мета значно масштабніша. Йдеться про створення глобального квантового інтернету — мережі, у якій квантові пристрої будуть з’єднані між собою не лише через волоконно-оптичні канали, а й через телепортацію квантових станів, завдяки заплутаності.
Такий інтернет дозволить не лише миттєвий і захищений обмін даними, але й об'єднання квантових комп’ютерів у єдину систему, що потенційно змінить парадигму обчислень у всьому світі. У цьому контексті створення довготривалої квантової лінії зв’язку у Британії — це більше, ніж просто технологічна демонстрація. Це — будівельний блок майбутньої цифрової цивілізації.
Захист від викликів майбутнього
Однією з головних переваг квантового зв’язку є його стійкість до кібератак, включно з тими, які можуть бути здійснені за допомогою квантових комп’ютерів. Традиційні методи шифрування, які використовуються сьогодні, ґрунтуються на складності розв’язання певних математичних задач. Але квантові комп’ютери здатні розв’язувати ці задачі в рази швидше, що робить класичне шифрування вразливим.
Натомість квантова криптографія гарантує, що будь-яке втручання у передавання даних буде виявлено, оскільки сам факт спостереження змінює квантовий стан частинок. Це робить квантовий зв’язок особливо привабливим для сфер, де непорушність інформації критично важлива.
Підтримка та подальші перспективи
Робота над проєктом стала можливою завдяки підтримці Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) та реалізується в межах Quantum Communications Hub. Це об’єднання провідних дослідницьких центрів Британії, яке вже не перший рік працює над розвитком національної квантової інфраструктури.
Очікується, що наступні етапи включатимуть розширення мережі, підключення нових вузлів та впровадження комерційних сервісів на основі квантових технологій. Особлива увага приділятиметься практичним кейсам — наприклад, у сфері фінансових транзакцій, державних комунікацій та медичних сервісів.
Розробка квантового з’єднання між Бристолем і Кембриджем демонструє не лише високий технічний рівень британських науковців, а й готовність країни до викликів цифрового майбутнього. Успішне поєднання різних типів квантового захисту, використання наявної інфраструктури та орієнтація на практичне впровадження роблять цей проєкт унікальним.
Світ стрімко рухається до нової епохи, де звичні поняття безпеки, конфіденційності та обчислювальної потужності отримають абсолютно нові значення. І квантовий зв’язок — це ключ до цього майбутнього.
Інформує speka.media