O.S.E.L. - Kvantoví inženýři tisíckrát zmenšili čip pro kvantovou komunikaci
 Kvantoví inženýři tisíckrát zmenšili čip pro kvantovou komunikaci
Soudobá komunikace čelí kvantovému útoku, který pro ni bude nejspíš fatální. Nadějí jsou kvantové technologie, které by mohly zabezpečit komunikaci proti novým hrozbám. Doposud k tomu byla nutná zařízení o velikosti ledničky nebo dokonce celého patra v budově. Teď se kvantová komunikace vejde do čipu o velikosti pár milimetrů.

Kvantový čip. Kredit: NTU Singapore.
Kvantový čip. Kredit: NTU Singapore.
Zatím to není příliš patrné, ale svět s klasickým zabezpečením komunikace, od výběrů z bankomatů až po nakupování online s chytrým telefonem, už v podstatě skončil. Kvantové technologie tyto technologie prolomí. Elektronický přenos PINů nebo třeba hesel může být úspěšně napaden, což představuje bezpečnostní riziko. A tohle riziko se bude stále zvyšovat.


Nicméně, kvantové technologie pomáhají nejen hackerům, ale i ohroženým komunikačním systémům, které je nutné lépe zabezpečit. Kvantový inženýr Liu Ai Qun z Nanyang Technological University v Singapuru (NTU Singapore) a jeho spolupracovníci vyvinuli čip pro kvantovou komunikaci, který je asi tisíckrát menší, nežli srovnatelné současné kvantové systémy. Přitom ale tento čip nabízí stejně luxusní kvantové zabezpečení.

Liu Ai Qun vlevo. Kredit: NTU Singapore.
Liu Ai Qun vlevo. Kredit: NTU Singapore.

Nový kvantový čip měří asi 3 milimetry a ke zvýšení bezpečnosti využívá algoritmy kvantové komunikace. Klíčovou výhodou tohoto čipu je, že zabírá mnohem méně prostoru, nežli jeho předchůdci. Soudobé kvantové systémy, které dovedou zabezpečit komunikaci kvantovými triky, jsou velké jako lednička. Nebo třeba jako místnost, případně celé patro v budově. Technologie s čipy o velikosti pár milimetrů se vejde do chytrého telefonu, tabletu nebo chytrých hodinek.


Podle Liua je v dnešním světě velmi významná kyberbezpečnost. Jde o data všeho druhu a jejich komunikaci. Prakticky všechny digitální platformy vyžadují od svých uživatelů hesla, případně biometrická data. A tyto údaje je možné vystopovat nebo dešifrovat. Kvantová komunikace nic takového nepotřebuje, protože heslo a přenášená informace dohromady vytvářejí vzkaz, který se přenáší mezi účastníky komunikace. Vzkaz přečte jenom příjemce, který má k dispozici správný klíč. Je to jako když by někdo poslal zamčený dopis v obálce a do stejné obálky dal i klíč k tomu zámku.

NTU Singapore, logo.
NTU Singapore, logo.

Čip pro kvantovou komunikaci týmu z NTU Singapore by měl být ekonomicky přijatelný, protože využívá standardní materiály elektronického průmyslu, jako je třeba křemík. A jeho výroba není extrémně složitá. Liu je přesvědčený, že jejich výzkum zase o něco přibližuje kvantové počítače a komunikaci. Mohl by vést k vývoji komunikačních zařízení nové generace, stejně jako k lepšímu zabezpečení stávajících digitálních služeb, jako je online bankovnictví nebo digitální státní správa.


Liu a jeho spolupracovníci teď vyvíjejí hybridní síť, která zahrnuje tradiční optické komunikační systémy a kvantové komunikační systémy. Taková síť by měla zlepšit kompatibilitu kvantových technologií, které pak bude možné používat v širším spektru aplikací. 

Literatura
NTU Singapore 31. 10. 2019, Nature Photonics online 12. 8. 2019.


Autor: Stanislav Mihulka
Datum:03.11.2019