Magazin, iulie-decembrie 2021 (Anul 64, nr. 26-52)
2021-10-07 / nr. 40
SERIE NOUĂ - 1569 • ANUL LXIV • 7 OCTOMBRIE 2021 • 16 PAGINI • 3 LEI Nr. 40 (3319) SAPTAMÂNAL CULTURAL - ȘTIINȚIFIC INDEPENDENT 5 948427 000171 CÂND VORBEȘTE DESPRE „EXPERIMENTE REVOLUȚIONARE”, autorul articolului se referă la faptul că la începutul lunii iunie, un grup de cercetători din Spania și China au publicat simultan două descoperiri independente în direcția dezvoltării repetoarelor cuantice. Repetoarele cuantice sunt „componentele de bază ale comunicațiilor cuantice pe distanțe lungi”. Deși poate părea o coincidență anunțarea celor două experimente, „ele marchează doar cele mai recente dintr-o cursă globală accelerată către un internet cuantic”. O acțiune fantomatică Fenomenul cunoscut sub numele de inseparabilitate cuantică (quantum entanglement), descris de către Albert Einstein ca fiind o „acțiune fantomatică la distanță”, este cel pe care se bazează viitoarele calculatoare ultrarapide, cuantice și comunicațiile securizate pe distanțe lungi. Fenomenul de inseparabilitate cuantică apare atunci când particule, precum fotonii sau electronii, interacționează fizic și apoi, după ce sunt separate, rămân strâns conectate între ele, chiar dacă se află la o distanță de mii de kilometri. Acest fenomen sfidează modul în care înțelegem și percepem lumea care ne înconjoară. In vreme ce internetul clasic transmite biți de la expeditor la receptor, internetul cuantic distribuie qubiți, interconectați pe distanțe lungi. Capacitatea de a distribui Entanglement cuantic ca un serviciu (EaaS) este în centrul internetului cuantic. Deși nu există o analogie directă cu rețelele clasice, EaaS reprezintă serviciul fundamental furnizat de rețelele cuantice (QNs) în același mod în care TCP/IP a definit serviciul de bază furnizat de internetul de astăzi. EaaS conectează utilizatorii rețelei cuantice cu qubit-uri inseparabile pe distanțe lungi folosind rețele de repetoare cuantice, practice fără transmisie fizică. De ce avem nevoie de internet cuantic? Această capacitate de a transmite informații într-o rețea EaaS, fără transmisie fizică, face ca rețelele cuantice să fie „nepiratabile”, adică sigure. Pe măsură ce construim computere cuantice din ce în ce mai puternice, datele transmise astăzi, chiar dacă criptate, ar putea deveni piratabile la o dată viitoare. Soluția este de a dezvolta o țesătură de securitate pe termen lung, sigură, pe bază cuantică, cum sunt rețelele EaaS. Este esențial de remarcat că rețelele EaaS depășesc rețelele existente Quantum Key Distribution (QKD) despre care vorbeam în numărul trecut. Rețelele QKD de astăzi sunt proiectate pentru un singur scop, acela de a sprijini distribuția cheilor cuantice. Rețelele EaaS furnizează inseparabilitatea cuantică ca resursă, care poate fi utilizată într-o mulțime de aplicații; în plus, rețelele EaaS utilizează teleportarea pentru a transmite qubiții, oferind un nivel suplimentar de securitate; în cele din urmă, rețelele EaaS acceptă topologii mai generale și distanțe mai mari decât rețelele QKD fără a compromite securitatea informațiilor. Pentru a accepta comunicațiile la distanță, rețelele QKD se bazează pe noduri de încredere, care pot compromite securitatea dacă rețeaua este gestionată de o terță parte, cum ar fi un furnizor de servicii. Rețelele BaaS utilizează repetoare cuantice pentru a stabili transmisia directa, ceea ce înseamnă că utilizatorul rețelei nu trebuie să aibă încredere în furnizorul de rețea. Apoi, conectarea computerelor cuantice folosind BaaS poate, de exemplu, să transforme 10 computere cuantice de 50 de qubiți într-o singură mașină de 500 de qubiți; în acest fel, internetul cuantic va conduce la o revoluție în calculul de înaltă performanță (HPC), cu potențialul de a permite progrese în domeniul IA, medicinei, materialelor, logisticii și multe altele. Importanța repetoarelor Pentru a distribui EaaS pe tot globul într-un viitor internet cuantic, avem nevoie de repetoare cuantice practice. Intr-o rețea clasică, biții sunt transferați de-a lungul cablurilor de fibră optică, iar pe distanțe lungi încep să-și piardă fiabilitatea pe măsură ce semnalul este absorbit. Repetoarele sunt introduse între noduri pentru a măsura semnalul care vine dintr-o parte, pentru a-1 copia și a-1 retransmite la o putere mai mare în cealaltă parte astfel încât să putem transmite în mod fiabil informații pe distanțe foarte lungi. Dezvoltarea repetoarelor cuantice a făcut un salt înainte în iunie, când două grupuri de cercetători au realizat progrese independente către repetoare cuantice practice, dezvoltând platforme noi pentru repetoarele cuantice care ar putea duce la aplicații practice. Cu cele două descoperiri recente, domeniul s-a apropiat de repetoarele cuantice practice, care, la rândul său, dețin cheia pentru internetul cuantic. Din punct de vedere tehnologic, ritmul a fost rapid. Anul 2020 a înregistrat o serie de progrese: mai întâi, cercetătorii chinezi au utilizat o rețea cuantică sigură de 1000 km folosind sateliți, apoi și marile companii de calcul cuantic, inclusiv Zon Q și Rigetti, au anunțat planuri de ași conecta dispozitivele, iar, cel mai recent, Toshiba a demonstrat că e posibilă o legătură cuantică sigură de fibră optică, de peste 600 km. Interes sporit Există un interes sporit pentru internetul cuantic, dar și o cursă pentru întâietate. In SUA a fost recent aprobat în Senat un proiect de lege de finanțare, numit Legea Inovației și a Competiției, de 250 miliarde dolari, care include finance pentru tehnologia cuantică, în mod explicit, prin alocarea acestei sume, SUA încearcă să depășească China în dezvoltarea de tehnologii de frontieră, cum ar fi internetul cuantic. Și alte guverne din lume au abordat dezvoltarea internetului cuantic cu o urgență similară. Cursa pentru a construi un internet cuantic atinge un interes ridicat nu numai din partea guvernelor, ci și a entităților comerciale deopotrivă. „Mai este mult de lucru, dar domeniul rețelelor cuantice se dezvoltă mai repede decât orice tehnologie nouă la care am asistat în cei 30 de ani de carieră”, conchide Jim Ricotta. GEORGE CUȘNARENCU Femina club Pentru dumneavoastră, doamnă Scăpați de răceală în 24 de ore fără medicamente Dosarele frumuseții Rețete naturale EXPERIMENTELE REVOLUȚIONARE ACTUALE SUNT DOAR CELE MAI RECENTE DINTR-O CRONOLOGIE ACCELERATĂ A DEZVOLTĂRII, SCRIE JIM RICOTTA, CEO AL COMPANIEI AKIRO, ÎNTR-UN ARTICOL POSTAT PE QUANTUM DAILY. 40