Článek
Kvantový komunikační polygon umožňuje experimenty a demonstrace kvantové distribuce klíčů (QKD) i dalších principů kvantové komunikace v prostředí blízkém reálnému nasazení.
„Před více než třiceti lety stáli odborníci z naší fakulty u připojení Československa k internetu. Dnes se otevírá další technologická kapitola. Kvantové technologie mají potenciál proměnit způsob, jakým komunikujeme a chráníme informace, a my chceme být u zrodu této nové infrastruktury stejně aktivně, jako byla FEL ČVUT u nástupu internetu v České republice. Stejně důležité je pro nás připravovat odborníky, kteří budou tyto technologie v budoucnu vyvíjet, provozovat a využívat v praxi,“ uvedl děkan FEL Petr Páta.
Zásadní rolí laboratoře nebude pouze výzkum a testování systémů, ale také vzdělávání nové generace odborníků v oblasti kvantových technologií. Polygon bude primárně sloužit studentům ČVUT v Praze, a to jak v rámci specializované výuky, tak celoživotního vzdělávání. Studenti si zde budou moci prakticky vyzkoušet principy kvantové komunikace i práci s technologiemi, které budou v budoucnu součástí kritické digitální infrastruktury.
Kvantový polygon na FEL ČVUT je navržen tak, aby se v budoucnu mohl stát součástí vznikající evropské kvantové komunikační infrastruktury. Vedle výzkumu, výuky a testování technologií tak bude sloužit také jako prostředí pro ověřování postupů a řešení, která mohou najít uplatnění v celoevropské síti bezpečné kvantové komunikace.
„Budoucnost bezpečné komunikace a kvantových výpočtů je spojena s kvantovým internetem. Dnes jsme v podobné situaci, jako byl klasický internet na počátku 90. let – technologie se ověřují, vznikají první infrastruktury a hledají se cesty k jejich praktickému nasazení. Nový polygon umožňuje testovat a demonstrovat kvantovou komunikaci v podmínkách blízkých reálnému provozu a současně připravovat pracoviště na zapojení do vznikající evropské kvantové komunikační infrastruktury,“ popsal garant programu kvantových technologií na ČVUT Igor Jex, který působí na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské.
Dorozumívání budoucnosti
„Jednou z největších výzev bylo převést technologie fungující v laboratorních podmínkách do prostředí, které umožňuje realistický provoz a praktické experimenty. Právě tak se ostatně rodily i první internetové infrastruktury – od experimentálních propojení k technologiím každodenního života. Kvantová komunikace je dnes na podobném začátku a naším cílem je vytvořit prostor, kde bude možné nové principy nejen zkoumat, ale také ověřovat jejich budoucí využití v reálných sítích,“ doplnil Leoš Boháč ze Studia kvantových technologií na ČVUT.
Stejně důležité pak podle něj je, aby si vše mohli osvojit studenti, kteří budou jednou podobné systémy navrhovat a provozovat.
Hlavní rozdíl oproti dnešnímu způsobu komunikace online spočívá v tom, že klasická masová komunikace přenáší data pomocí proudů světelných impulsů či elektronů (bitů 0 a 1), které lze po cestě snadno odposlouchávat a kopírovat, aniž by si toho kdokoli všiml.
Z nové laboratoře
Kvantová komunikace je tak revoluční v tom, že kódování informací svěřuje přímo do jednotlivých kvantových stavů světelných částic (fotonů), kde platí neúprosná pravidla kvantové fyziky: jakýkoli pokus o odposlech nebo měření tyto stavy nevratně změní a okamžitě prozradí narušitele.
To umožňuje vytvořit absolutně bezpečné šifrovací klíče. Kvantové komunikační polygony, které budují univerzity jako ČVUT, pak slouží jako klíčové testovací laboratoře v reálném světě; propojují akademická pracoviště optickými kabely a umožňují vědcům v ostrém městském provozu ladit stabilitu přenosu, testovat QKD a vyvíjet technologii, která jednou najde masové uplatnění v kritické infrastruktuře státu, bankovnictví či armádě.
