Kvantová komunikace klepe na dveře. Kredit: PAN Jianwei's team.

Pokud jde o kvantovou teleportaci a kvantovou komunikaci, tak svět poslední dobou sotva stíhá sledovat průlomové úspěchy Číny. Mají na kontě jeden v dobrém smysl revoluční počin za druhým. Nezbývá než doufat, že jejich kvantové technologie jsou určené i pro civilní účely. Nedávno se čínským odborníkům povedlo přenést kvantově provázané částice skrz vodu, což by časem mohlo vést ke kvantové komunikaci s ponorkami. Dalším úspěchem čínských kvantových inženýrů bylo použití kvantového satelitu ke komunikaci na velkou vzdálenost.

Kvantová videokonference mezi Pekingem a Vídní. Kredit: PAN Jianwei's team.

Čínský kvantový satelit, kterému přezdívají Mocius (anglicky Micius), podle dávného konfuciánského filosofa, sehrál klíčovou roli i v nejnovějším pozoruhodném počinu na poli kvantové komunikace. Čína v těchto dnech uspořádala historicky první oficiální kvantovou videokonferenci, která se odehrála na značnou geografickou vzdálenost, mezi Pekingem a Vídní. To je téměř 7 500 kilometrů.

Tato videokonference nám otevírá svět komunikace nového typu, která je z dnešního pohledu ultrazabezpečená a prakticky nehacknutelná. Byl to vlastně test praktického použití takové technologie. Ve videokonferenci, která se odehrála 29. září (2017), spolu hovořili prezident Chunli Bai z čínské akademie věd v Pekingu a Anton Zeilinger, což je zase předseda Rakouské akademie věd ve Vídni. Podle dostupných informací Čína plánuje podobné kvantové videokonference i se Singapurem, Itálií, Německem a Ruskem.

Experiment s videokonferencí. Kredit: PAN Jianwei's team.

Tradiční šifrování je dnes založeno na klíčích, které využívají výpočetní obtížnost jistých matematických funkcí. Kvantová komunikace oproti tomu využívá klíče, které jsou založeny na kvantové mechanice v souvislosti s entanglovanými fotony. Kvantové šifrování přitom neslouží přímo k přenosu tajné informace, ale k pořízení a zároveň distribuci náhodného klíče (QKD, Quantum key distribution), s nímž pak účastníci komunikace pokračují v šifrování.

Až donedávna byla kvantová komunikace tohoto typu z technických důvodů omezena na vzdálenosti pár set kilometrů. Jako zajímavým řešením tohoto problému se ukazuje právě využití kvantového satelitu. Takový satelit, jako je již zmíněný čínský satelit Mocius, může efektivně propojit vzdálená místa na zemském povrchu. Při komunikaci přes satelit procházejí entanglované fotony prakticky prázdným prostorem a mají to tím pádem snazší.

Kvantový satelit Mocius obíhá Zemi ve výšce cca 500 kilometrů. Má na palubě tři klíčové přístroje: vysílač kvantových klíčů pro QKD, zdroj entanglovaných fotonů a zařízení k příjmu a analýze kvantové teleportace. Satelitní kvantová síť byla na obou stranách napojená na pozemní kvantové sítě pomocí optických vláken. Podobně by mohly fungovat aplikace této technologie v komunikaci vlád, bank, bezpečnostních složek a dalších aktérů, kteří by uvítali extrémně zabezpečenou komunikaci.

Literatura
Chinese Academy of Science 29. 8. 2017.