Κβαντική επικοινωνία: Ο Paderborn οδηγεί την επανάσταση στην ασφάλεια της πληροφορικής!

Κβαντική επικοινωνία: Ο Paderborn οδηγεί την επανάσταση στην ασφάλεια της πληροφορικής!

Το Πανεπιστήμιο του Paderborn συμμετέχει σε ένα νέο μοναδικό κοινό έργο που στοχεύει να βελτιώσει σημαντικά την ασφάλεια πληροφορικής μέσω της κβαντικής επικοινωνίας. Το έργο αυτό, με τίτλο "QuantePeater.net (QR.N)", θα χρηματοδοτηθεί με περίπου 20 εκατομμύρια ευρώ από το ομοσπονδιακό Υπουργείο Παιδείας και Έρευνας (BMBF) και πρόκειται να πραγματοποιηθεί τα επόμενα τρία χρόνια. Συνολικά 42 εταίροι από την επιστήμη και τη βιομηχανία εργάζονται για την ανάπτυξη και επίδειξη νέων εννοιών για τους κβαντικούς επαναλήπτες σε πραγματικές διαδρομές δοκιμών.

Το Quantum Repeater αποτελεί βασική τεχνολογία για την ασφαλή μετάδοση πληροφοριών σε μεγαλύτερες αποστάσεις. Ωστόσο, είναι πιο περίπλοκες από τον συμβατικό επαναλήπτη, επειδή οι κβαντικές καταστάσεις δεν μπορούν να αντιγραφούν. Η ομάδα του Πανεπιστημίου του Paderborn επικεντρώνεται ιδιαίτερα στη μετατροπή της κβαντικής συχνότητας, η οποία επιτρέπει σε διαφορετικές πλατφόρμες κβαντικών επαναλήπτη να συνδεθούν. Οι εμπλεκόμενες ομάδες εργασίας περιλαμβάνουν τα "οπτικοηλεκτρονικά υλικά και τα συστατικά" υπό την καθοδήγηση του καθηγητή Dr. Dirk Reuter και της "ολοκληρωμένης κβαντικής εμφάνισης", με επικεφαλής τον καθηγητή Dr. Christine Silberhorn.

Τεχνολογικές προκλήσεις και λύσεις

Η ανάπτυξη νέων πηγών κβαντικού φωτός που βασίζονται σε ανιχνευτές μισών -είναι το επίκεντρο του ερευνητικού έργου. Αυτές οι πηγές κβαντικού φωτός απαιτούνται για τον κβαντικό επαναλήπτη της τρίτης γενιάς. Το Ινστιτούτο Φωτονικών Κβαντικών Συστημάτων (PHOQs) θα παρέχει επίσης τεχνολογίες φωτονικών βασικών βασικών για την κβαντική επικοινωνία. Ο στόχος της έρευνας είναι επίσης η ανάπτυξη μεθόδων διασταυρούμενης πλατφόρμας και πρωτοκόλλων για υβριδικούς κβαντικούς κόμβους που υποστηρίζουν τα υπάρχοντα δίκτυα επικοινωνίας μέσω κβαντικών περιορισμών.

Η συνάφεια αυτών των τεχνολογιών υπερβαίνει πολύ την ακαδημαϊκή έρευνα. Οι μέθοδοι ασφαλούς επικοινωνίας είναι ζωτικής σημασίας για την προστασία των κρίσιμων υποδομών στο μέλλον. Σε μια σύγχρονη, φιλελεύθερη κοινωνία, η ασφαλής επικοινωνία γίνεται όλο και πιο σημαντική. Αυτό υπογραμμίζεται από την απειλή των κβαντικών υπολογιστών που αμφισβητούν τις υπάρχουσες κρυπτογραφικές διαδικασίες.

Κβαντική επικοινωνία σε παγκόσμιο πλαίσιο

Σύμφωνα με τα ευρήματα της κοινωνίας Fraunhofer, η κβαντική επικοινωνία και οι στρατηγικές κρυπτογράφησης από την απόσταση με ποσότητα διαδραματίζουν αυξανόμενο ρόλο στην περιοχή της ασφάλειας. Η κατανομή του κβαντικού κλειδιού (QKD) είναι ένα κεντρικό στοιχείο που υπόσχεται φυσικά ασφαλείς μεθόδους επικοινωνίας. Οι προσπάθειες ακοής μπορούν να αναγνωριστούν αμέσως, γεγονός που αυξάνει την ακεραιότητα της επικοινωνίας. Στην πράξη υπάρχουν ήδη εμπορικές εφαρμογές και τα πρώτα πιλοτικά έργα, όπως η πρωτοβουλία Qunet στο Βερολίνο, η οποία συνδέει τους κόμβους δικτύου.

Πρόσφατα πραγματοποιήθηκε μελέτη από τον Fraunhofer ISI και το Πανεπιστήμιο του Saarland φωτίζει την τρέχουσα ωριμότητα της αγοράς και τις προκλήσεις στον τομέα των τεχνολογιών της κβαντικής επικοινωνίας. Η έρευνα δείχνει ότι ο βιομηχανικός ηγέτης στη διπλάδα ευρεσιτεχνίας είναι περίπου 70%, γεγονός που υπογραμμίζει τη στρατηγική σημασία αυτής της τεχνολογίας. Η παγκόσμια αγορά για την κβαντική επικοινωνία θα αυξηθεί στα 5,8 δισ. Ευρώ μέχρι το 2030, πράγμα που συνεπάγεται ετήσιους ρυθμούς ανάπτυξης μεταξύ 15 και 25 %.