Neće ga biti moguće hakirati? Znanstvenici s Ruđera sudjeluju u razvijanju Interneta budućnosti
Timu znanstvenika, među kojima je i dvoje Ruđerovaca, pošlo je za rukom pronaći rješenje problema u obliku otkrića kvantne mreže u koju je jednostavno uključiti veći broj korisnika. Za razliku od dosadašnjih, klasičnih, kvantna mreža koristi zakone kvantne fizike koji zlonamjernike onemogućavaju u hakiranju.
Martin Loncaric i dio znanstvenog tima QNET | foto: IRB
– Ono što je nekada bilo zemljište, sada su informacije. One su danas najvažniji resus, kaže povjesničar i futurolog svjetskog glasa Yuval Noah Harari. A upravo su način da zaštite informacije, najvažniji resurs današnjice, pronašli Ruđerovci.
Kvantni fizičari s Instituta Ruđer Bošković dio su međunarodnog tima znanstvenika koji je otkrio i eksperimentalno realizirao kvantnu komunikacijsku mrežu s više korisnika koju je nemoguće špijunirati. Ovo otkriće veliki je korak prema potpuno sigurnoj i zaštićenoj mrežnoj komunikaciji. Rezultati ovog značajnog znanstvenog otkrića objavljeni su u prestižnom znanstvenom časopisu Science Advances, pohvalili su se s tog instituta.
Uz hrvatske znanstvenike, međunarodni tim istraživača činili su znanstvenici sa Sveučilišta u Bristolu iz Velike Britanije, kao i znanstevnici Instituta Austrijske akademije znanosti, IQOQI-ja.
– Hrvatski dio tima dao je svoj doprinos istraživanju osmišljavanjem, dizajniranjem i izradom optičkih prijamnika – korisničkog dijela komunikacijske opreme u kvantnoj mreži, objašnjava dr. sc. Martin Lončarić, jedan od autora na radu i znanstveni suradnik u Laboratoriju za fotoniku i kvantnu optiku Zavoda za eksperimentalnu fiziku na IRB-a.
Uz dr. Lončarića, hrvatski tim znanstvenika čine dr. sc. Mario Stipčević, voditelj Znanstvenog centra izvrsnosti za napredne materijale i senzore (CEMS) na IRB-u te Laboratorija za fotoniku i kvantnu optiku te Željko Samec, član CEMS-a i tehničar Radionice Zavoda za fizičku kemiju IRB-a. Ključne instrumente i uređaje za provedbu eksperimenta izradili su upravo djelatnici Radionice ZFK-a.
Razvili mrežu bez ograničenja broja korisnika
U današnje doba, kada su informacije najdragocjenija roba, međusobna sigurna komunikacija od ključnog je značaja. Najbolja postojeća klasična rješenja zaštite pri prijenosu informacija čine presretanje i dekodiranje informacija teškim, ali ne i nemogućim. To znači da klasično zaštićena komunikacija ne omogućuje potpuno sigurno komuniciranje jer se za svaku vrstu klasične komunikacije može pronaći način na koji treće osobe mogu otkriti informacije.
– Za razliku od klasične, kvantna komunikacija koristi zakone kvantne fizike kako bi zajamčila potpunu i dugoročnu sigurnost razmjene informacija. Razlog što kvantna komunikacija još nije masovno zaživjela i što danas još uvijek nemamo kvantnu tehnologiju u svojim domovima je taj što je bilo nevjerojatno komplicirano izgraditi veliku i lako proširivu kvantno zaštićenu komunikacijsku mrežu. Zbog toga su postojeće kvantne mreže, poput one koja povezuje Peking i Šangaj, ograničene u broju korisnika i vrlo skupe, pojašnjavaju s Ruđera.
Apstraktni prikaz kvantne mreže | izradila Anta Bučević
Ovaj međunarodni tim znanstvenika je kombinacijom kvantne prepletenosti (spregnutosti) fotona i standardnih telekomunikacijskih tehnika, uspio stvoriti kvantnu mrežu osam korisnika koja se proteže kroz grad Bristol putem svjetlosnih vodiča, jednakih onima koji se koriste i za ‘običan’ Internet.
Iako su principi kvantne komunikacije vrlo dobro poznati, problemi vezani za umrežavanje više korisnika te stabilnost veze kroz dulji vremenski period, predmet su brojnih znanstvenih i tehnoloških istraživanja.
Nadovezali se na Einsteina….
Ovom timu znanstvenika, na čelu s dr. sc. Siddarthom K. Joshiem sa Sveučilišta u Bristolu, prvima je pošlo za rukom pronaći rješenje problema u obliku otkrića kvantne mreže u koju je jednostavno uključiti veći broj korisnika.
Koncept kvantne komunikacijske mreže koju su ostvarili na primjeru mreže s osam korisnika, a jednostavno je proširiv na veći broj korisnika (npr. stotinu), kompatibilan je s velikim brojem postojećih i budućih kvantnih protokola koji će omogućiti široku paletu komunikacijskih servisa. To se ostvaruje tako što pružatelj usluge omogućuje svim korisnicima dijeljenje kvantne prepletenosti putem mreže.
– Kvantna prepletenost koju je Einstein nazvao ‘sablasnim djelovanjem na daljinu’ znači da se dvije razdvojene čestice, bez obzira na njihovu udaljenost u Svemiru, ponašaju kao da su međusobno povezane. Ovaj kontraintuitivni fenomen čini osnovu za dramatična poboljšanja, ne samo u sigurnoj komunikaciji, nego i u računalima, senzorima, pri obradi informacija i u mnogim drugim tehnologijama, objašnjavaju s Instituta.
Internet budućnosti
Najistaknutiji aspekt ove nove mreže je njezina proširivost na veći broj korisnika bez ozbiljnog povećanja potrebnih resursa i cijene.
Naime, dosadašnji pristupi su za N korisnika zahtijevali približno N puta N mrežnih uređaja i drugih resursa (svjetlosnih odašiljača i prijamnika, svjetlovodnih vlakana, frekvencijskih kanala itd.). No, mrežna arhitektura koju je osmislio i izgradio ovaj međunarodni tim, omogućuje pružanje potpune kvantne sigurnosti na način da količina potrebnih resursa raste samo približno proporcionalno broju korisnika.
Izvor prepletenih fotona srce je kvantne mreže | foto: – Klaus Pichler
Štoviše, broj predajnika uopće ne raste te je dovoljan samo jedan jedini predajnik za cijelu mrežu, bez obzira je li riječ o osam ili primjerice, stotinu korisnika.
– Baš kao što povezivanje velikog broja klasičnih kućnih ili uredskih mreža čini današnji Internet, uskoro možemo očekivati međusobno povezivanje ovakvih kvantnih mreža u jednu veliku svjetsku mrežu, zaključili su znanstvenici.
Cijeli rad možete pronaći na stranicama časopisa Science.
