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

Next