Kvantový internet dostává obrysy

Výzkum kvantových počítačů začal už v 80. letech 20. století, kdy se objevila myšlenka, že informace nemusí být kódována jen pomocí jedniček a nul, ale i jako jejich kombinace. Neuvěřitelně by to zrychlilo výpočty a otevřelo nové možnosti v základním výzkumu, farmaceutickém průmyslu, poznávání vesmíru a mnoha dalších oblastech.

V klasickém počítači jsou tranzistory, které mohou mít hodnotu jedniček nebo nul v závislosti na náboji elektronu. A z dlouhých úseků těchto jedniček a nul (bitů) je kódována celá informace. V kvantovém počítači jsou nosiči informace částice (například protony nebo elektrony), které se otáčejí určitým směrem. Výpočet probíhá tak, že částice dostávají impulz například pomocí laseru, který mění jejich rotaci. Díky kvantovým jevům a pravděpodobnosti pak mohou probíhat výpočty a vědci mohou měřit výsledný směr rotace částic.

Výhoda qubitů spočívá v tom, že mohou být díky kvantovým jevům provázány, aniž by mezi nimi bylo fyzické spojení. Informace tak lze přenášet na velké vzdálenosti bez toho, že by je bylo možné zachytit. To znamená, že kvantový internet by přinášel mnohem větší ochranu před hackery, než poskytuje dnešní šifrování dat.

Cesta ke kvantovému internetu

Příslib dalšího pokroku v oblasti kvantového internetu přinesla diskuze „Kvantové výpočty jako odpověď na globální výzvy“, která proběhla v rámci EXPO-2020 v Dubaji. Zúčastnili se jí zástupci firem z Německa, Ruska, Španělska, Švýcarska a USA. Ruští vědci řekli, že do konce letošního roku představí druhý akční plán rozvoje kvantových výpočtů. Jeho hlavním cílem bude v letech 2025 až 2030 spojení kvantových procesorů do společné sítě a vytvoření zárodku kvantového internetu.

Na vývoji kvantových počítačů a internetu pracuje řada zemí a rozvíjí se několik různých technologií současně. Vznikají tak prototypy kvantových procesorů využívajících supravodiče, ionty, atomy nebo fotony. Teprve další výzkum ukáže, která z těchto technologií bude mít největší úspěch a dostane se do praxe.



V prosinci loňského roku představili ruští vědci prototyp kvantového počítače na principu iontů. Do výzkumu zastřešeného ruskou korporací pro atomovou energii Rosatom se zapojili vědci z Lebeděvova fyzikálního institutu a Ruského kvantového centra. Systém tvoří čtyři qubity bez navýšení počtu iontů. Kromě toho, že jde o iontovou technologii kvantových výpočtů, je důležité i to, že výzkumníci demonstrovali princip víceúrovňových nosičů informace, tzv. quditů.

Jde o výsledek současného akčního plánu rozvoje kvantových výpočtů v Rusku. Úkolem tohoto desetiletí bude podle připravovaného druhého plánu spojit kvantové výpočetní systémy vycházející z různých technologií do jedné sítě.