Slovenski raziskovalci s projektom SIQUID do varne kvantne komunikacije na velike razdalje

Kot je na novinarski konferenci dejal vodja projekta in profesor na Fakulteti za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani Anton Ramšak, se obseg internetnega prometa vsako leto izjemno povečuje, s tem pa tudi število varnostnih vdorov in količina razkritih tajnih informacij. Tak razvoj zahteva vedno bolj izpopolnjene metode varovanja, če želimo, da se zmanjšajo tveganja morebitnih kibernetičnih napadov. Kvantna izmenjava ključa pa lahko z uporabo zakonov kvantne fizike zagotovi brezpogojno in popolnoma varno podatkovno komunikacijo. Zato kvantne metode varne komunikacije in kvantnega računalništva v okviru razvoja kvantnih tehnologij v Evropi zavzemajo vse bolj pomembno vlogo. 

Na EU razpisu DIGITAL-2021 Quantum Communication Initiative je Fakulteta za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani v letu 2022 kot koordinator v sodelovanju s partnerji – Institut Jožef Stefan, Beyond semiconductor, Urad Vlade Republike Slovenije za informacijsko varnost in Urad Vlade Republike Slovenije za varovanje tajnih podatkov – uspešno prijavila projekt SiQUID (Slovenian Quantum Communication Infrastructure Demonstration), ki je namenjen razvoju in implementaciji kvantne distribucije ključev med več vladnimi vozlišči v Sloveniji in vzpostavitvi raziskovalnega testnega kvantnega omrežja med raziskovalnimi ustanovami.

Razvita kvantna komunikacijska infrastruktura, ki bo postala eden glavnih stebrov nove strategije kibernetske varnosti EU za prihodnja desetletja, bo omogočila tako izboljšavo slovenske in evropske digitalne suverenosti kot tudi industrijsko konkurenčnost. 

Kot je profesor Ramšak poudaril, je leto 2025 v okviru UNESCO predlagano za svetovno leto kvantne mehanike. Takrat bo minilo sto let, odkar poznamo teorijo, ki nam je odprla pot do razumevanja najmanjšega sveta, nevidnega s prostimi očmi in tudi nevidnega z običajnimi mikroskopi. Leta 1935 je Albert Einstein s sodelavci opozoril kolege fizike, da formalizem kvantne mehanike morda še ni povsem pojasnjen, saj v sebi skriva nepričakovano »strašljivo delovanje na daljavo«.

Iz enačb in ne z eksperimentom je odkril eno od najznačilnejših lastnosti kvantne mehanike – kvantno prepletenost delcev. V naslednjih desetletjih so mnogi fiziki dokazali, da nenavadna teorija dejansko pravilno napove in pojasni eksperimente. Zato ni bilo nobeno presenečenje, ko je odbor za podelitve Nobelovih nagrad za leto 2022 izbral tri fizike, ki so vsak na svoj način dokazali resničnost kvantne prepletenosti. Torej je preteklo skoraj sto let, preden je povsem teoretičen koncept, kot je kvantna prepletenost dveh fotonov, osnovnih gradnikov svetlobe, postal nekaj realnega in uporabnega. 

V okviru novega projekta SiQUID so raziskovalci že začeli z delom. S pomočjo kvantno prepletenih fotonov in osnovnih kvantnih zakonov narave bodo vzpostavili povsem varno izmenjavo informacij na velike razdalje. Za področje bazičnih raziskav v fiziki so tovrstne raziskave še posebej velika vzpodbuda, ker se pogosto, ob sicer odličnih znanstvenih rezultatih, postavljajo vprašanja, kot je na primer: »Zakaj je to sploh dobro?« V tem primeru se je pokazalo, da je včasih potrebno celo stoletje, da se nek teoretičen koncept popolnoma razvije in počasi vstopi v vsakdanje življenje. Po drugi strani se je pri projektu SiQUID ponovno pokazalo, kako pomembno je sodelovanje znanstvenikov med različnimi institucijami.  

Povezavo do videa najdete tukaj. 

Avtor fotografije: Nace Hočevar