Az elmúlt években egyre többet olvashatunk a kvantumkommunikáció kérdéséről. Egy ideje már több ország is dolgozik a kvantummechanika törvényein alapuló internet-kapcsolat kialakításán, melynek köszönhetően olyan átviteli sebességeket érhetnénk el, amik korábban még álmunkban is elképzelhetetlennek tűntek volna.

A kvantum alapú világháló eléréséhez azonban egyelőre úgy tűnik, speciális eszközökre, úgynevezett kvantumszámítógépekre lenne szükségünk.

Mit kell tudni a kvantum-kommunikációról?

Ahhoz, hogy a kvantumszámítógépekről beszélhessünk, először is meg kell ismerkednünk a kvantumkommunikáció fogalmával. A kvantumkommunikáció az információcserét a jelenleg megszokott módok helyett a kvantummechanika törvényein alapuló környezetben teszi lehetővé. Ennek érdekében az adatokat a hagyományos bináris kódok helyett kvantumbitek formájában közvetíti.

A hagyományos bitek minden esetben egy konkrét értéket vehetnek fel, azaz értékük 1 vagy 0 lehet. A kvantumbitek ezzel szemben egyidőben két állapotban is lehetnek, az 1 és a 0 között pedig más értéket felvehetnek.

Ebből már sejthető, hogy a kvantumkommunikáció esetében használt kvantumbitek a hagyományos bájtokhoz képest eltérően működnek. Éppen ezért nem használhatók olyan, a hétköznapokban használt adatok küldésére, mint egy egyszerű e-mail, legalábbis egyelőre.

Mik azok a kvantumszámítógépek?

A kvantumszámítógépek olyan számítástechnikai eszközök, amik úgy végeznek számításokat, hogy ennek alapjául kvantummechanikai jelenségeket használnak. Egy kvantumszámítógép képes lehet olyan számítások hatékony elvégzésére, amik a hagyományos, digitális számítógépekkel gyakorlatilag megoldhatatlanok lennének, vagy megoldásuk akár hosszú éveket, évtizedeket is igénybe vehetne.

A kvantumszámítógépek megvalósítása egyelőre gyerekcipőben, a kezdeti lépéseknél kísérleti fázisban jár. Széles körben való elterjedésükre egyelőre úgy tűnik, még sokat kell várnunk. Ennek legfőbb oka, hogy a kvantumszámítógépeket specifikus körülmények közt kell működtetni. A rendszerek például fénytől teljesen elzártan, vákuumban, az űrnél is hidegebb hőmérsékleten működnek, ráadásul az összehangolásuk is meglehetősen problémás feladat lehet.

Több, előremutató kutatás is történt azonban az elmúlt időszakban, melyek azt sugallják, hogy a hétköznapi emberek számára is elérhető kvantumgépek talán belátható időn belül is piacra kerülhetnek. Ilyen például a Google 2019-ben épített gépe, mely 53 kvantumbit segítségével dolgozik, és annak az időnek a töredéke alatt képes megoldani egy problémát, amire a jelenleg használatban lévő szuperszámítógépeknek szüksége van.

Miért érdemes várnunk a kvantumszámítógépekre és a kvantum-internetre?

A kvantumkommunikáción alapuló internetes hálózat legnagyobb előnyét a megsokszorozódó sávszélesség, illetve a mai fejjel talán felfoghatatlannak tűnő sebesség jelentik. A tudósok szerint ugyanis a kvantumbit-alapú adatátvitel a fény sebességénél is gyorsabb információcserét tesz lehetővé. Hogy ez hogyan lehetséges, azzal kapcsolatban már rengeteg tudományos kutatást olvashatunk.

A kvantumkommunikáció másik nagy előnye, hogy a technológia lehetővé teszi az a hálózaton keresztül vándorló adatok tökéletes titkosítását, így a kvantumszámítógépek kora nagy valószínűséggel a kiberbűnözés erős háttérbe szorulását is magával hozná.

Összességében tehát elmondható, hogy a kvantumszámítógépek teljesítményüket tekintve nagyban különböznek a jelenleg használt megoldásoktól, mely a kvantumtechnológián alapuló kialakításuknak köszönhető. Tökéletes kvantumszámítógép egyelőre nem létezik, ám ha a kutatások ilyen ütemben zajlanak tovább, elképzelhető, hogy a jövőben a tevhnológia rohamos fejlődésnek indul.

Az azonban, hogy a gyakorlatban mikor sikerül megvalósítani a tökéletes kvantumkommunikációt, és mikor lehet az akár a tömegek számára is elérhetővé tenni a technológiát, már más lapra tartozik. A kvantumbitek összetett működésének köszönhetően a kvantumszámítógépek egyelőre csak szigorúan szabályozott körülmények között használhatók, és csak nagyon különleges számítások elvégzésére képesek.

Szólj hozzá!