Съединените щати работят върху план за създаване на вторична интернет мрежа, работеща на квантови компютри, която да бъде „практически непробиваема“. По време на презентацията на проекта миналата седмица служители от Министерството на енергетиката (DOE) представиха изготвения план за разработване на национален, квантов интернет. Идеята е информацията да се предава на квантово ниво, което я прави далеч по-сигурна и трудна за прихващане от страна на конвенционалните хакери. В САЩ вече съществуват няколко големи мрежи, които работят изцяло с квантови компютри, но технологията далеч не е повсеместна. Все пак изглежда, че правителството на САЩ продължава да напредва с идеята.
„Министерството на енергетиката се гордее, че играе важна роля в развитието на националния квантов интернет“, заяви американският министър на енергетиката Дан Бройлет. „Създавайки тази нова и тепърва развиваща се технология, САЩ продължава да поема ангажимента си да поддържа и разширява възможностите на квантовите технологии.“ Агенцията казва, че работи и с университети и учени от индустрията по проекта и има за цел създаването на прототип на мрежата в рамките на десетилетие. Учените от DOE си партнират с Чикагския университет през месец февруари, за да построят 52 мили „квантов цикъл“, по който информацията може да бъде предавана под формата на субатомни частици. „Един от отличителните белези на квантовото предаване на информация е, че то е изключително трудно за проследяване и подслушване, когато информацията преминава от точка до точка“, се казва в изявлението на DOE. „Учените планират да използват тази характеристика, за да направят практически неразбиваеми мрежи.“
Според американските служители някои от ранните клиенти на тази технология могат да включват банковия сектор и сектора на здравните услуги. По подобен начин ще има приложения в сферата на националната сигурност и комуникациите във въздухоплавателните средства. „В крайна сметка използването на технологии за квантово свързване в мобилните телефони може да има широко влияние върху живота на хората по целия свят, ако един ден се осъществи“, се допълва в изявлението. Дейвид Авшалом, професор в Чикагския университет и старши учен в Националната лаборатория Аргон, коментира: „Основата на квантовите мрежи се основава на способността ѝ за точно синтезиране и манипулиране на материята в атомния мащаб, включително контрола на единичните фотони.“
Какво се разбира под „квантов компютър“?
На своето най-основно ниво, квантовият компютър е изчислителна машина, която е в състояние да обработва информация в повече от само едно от двете състояния във физиката, както функционират конвенционалните изчислителни машини, с които работим всички ние днес. За всеки обикновен не квантов компютър всичко се свежда до двоичната опция за състоянието между 1 и 0, досущ каквито са обикновените състояния, с които сме свикнали да боравим в ежедневието си – всички ние приемаме, че отговорът на един въпрос може да бъде положителен или отрицателен, но никога и двете – трудно е да приемем, че нещо може да бъде „вярно и невярно“, т.е. „1 и 0“ едновременно, какъвто всъщност е принципа на работата на квантовите компютри. Квантовият компютър от своя страна се свежда до т.нар. „кубити“. Те са единици по-малки от битовете, при които вече споменахме, че могат да заемат стойност само 1 или 0, защото самите те могат да съхраняват едновременно две части информация. Квантовите принципи разчитат на квантовото свойство на „суперпозицията“.
Дилемата на квантовата физика, най-добре се обяснява като компютърна версия на котката на Шрьодингер. Кубитът може да бъде както „включен“, така и „изключен“, но също така и във всеки вариант или позиция между тези две крайни състояния. Ако бъде наблюдаван, кубитът може да бъде само в едно от тези състояния, но когато не е наблюдаван, може да заема всяка една от възможните стойности. На практика това означава, че 8 бита биха имали 256 комбинации, но само една от тях може да се използва по всяко време. Осем кубита обаче, биха могли да поберат всички 256 комбинации наведнъж. Всеки път, когато добавите нов кубит към квантовия компютър, удвоявате капацитета за информацията. Този процес е експоненциален. Така ме, ако имате десет кубита, можете да съхранявате 1024 единици информация. Когато изчислявате големи обеми данни, това е истински царски път, тъй като освен квантовите компютри, човечеството към момента не познава друга алтернатива на компютърна технология, която да може да предложи такава изчислителна мощност. Да речем, хипотетично, че искате да използвате компютър, за да установите химичния състав в чашата на сутрешното ви кафе. Знаем, че ще открием различни молекули, които изграждат горещата напитка – кофеин, полифенол, хлорогенни киселини, но всъщност кафето има над 1000 ароматни съединения, всяко от което има собствени уникални свойства. Всички те биха могли да бъдат установени за ограничен период от време с помощта на един квантов компютър.
На един обикновен потребителски лаптоп подобни изчисления биха отнели години, за да бъдат направени необходимите изчисления, да бъде изведена нужната информация и да бъде представена. Един квантов компютър би могъл да свърши задачата с установяването на химичния състав на чашата кафе за части от секундата и дори ще може да покаже различни начини, по които би могло да се стигне до решаването на този проблем. Нещо повече, квантовият компютър дори ще може да предвиди всички различни начини, по които молекулите ще се държат, при промяна на определени условия или възникване/невъзникване на определени външни промени или стимули – като промяна на температурата или добавяне на мляко към кафето. Излишно е да споменаваме, че един обикновен лаптоп няма технологичната възможност да разполага с толкова пространство за съхранение, каквото е необходимо за обработката и записването на цялата тази информация.
Така стигаме до извода, че освен, че квантовите компютри са в огромни пъти по-бързи от конвенционалните, те са много по-сигурни и защитени. Ето защо САЩ са толкова заинтересовани да развият технологията в нов вид „непробиваем интернет“, какъвто обещават.
