В декабре 1969 года, произошло еще одно важное событие, хотя мир в основном проигнорировал его. Интернет родился после того, как новая компьютерная сеть “ARPANET” успешно соединила четыре отдельных узла компьютерной сети — в Стэнфордском исследовательском институте, Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, Калифорнийском университете в Санта-Барбаре и Университете Юты.
Более 50 лет спустя, когда человечество нацелилось на Марс, наблюдается еще один надвигающийся рост коммуникационных технологий. Квантовый интернет обещает снова изменить то, как мир живет и работает. Хотя перспектива квантового интернета, в отличие от его предшественника, была широко разрекламирована, мы еще не знаем, что именно может сделать квантовый Интернет, и когда он сможет широко функционировать.
Чувствительный, безопасный, умный
Вопреки распространенному мнению, квантовый интернет не является сверхбыстрой версией современного интернета. Вместо этого квантовый интернет будет работать принципиально по-другому, позволяя квантовым компьютерам соединять и распространять информацию с помощью квантовых сигналов, а не радиоволн, которые соединяют традиционные компьютеры.
Квантовый интернет должен отказаться от привычных вычислительных принципов, таких как двоичная система, в пользу квантовых “кубитов”, которые подчиняются головокружительным законам квантовой механики. Многие эксперты считают, что квантовый интернет в конечном итоге переплетется с классическим Интернетом, который можно подключить в Санкт-Петербурге на сайте https://internetv-dom.ru, как часть нового гибридного интернета.
Тем не менее, по крайней мере, вначале квантовый интернет, скорее всего, будет использоваться как специализированная ветвь Интернета, к которой люди подключаются для решения очень сложных задач. Например, улучшить обнаружение землетрясений или повысить резкость изображений с подключенных удаленных оптических телескопов.
Но на что квантовый интернет повлияет больше всего? В последнем исследовании Accenture, посвященном будущему квантовых коммуникаций, мы определили, что, по нашему мнению, является тремя наиболее важными областями возможностей:
- Распределенные квантовые вычисления. В то время как мощность классического компьютера примерно пропорциональна количеству содержащихся в нем центральных процессоров (CPU), мощность квантового компьютера растет экспоненциально с увеличением количества обрабатываемых им кубитов. Объединение квантовых компьютеров в сеть для формирования квантового Интернета позволит отдельным лицам и организациям решать более масштабные и сложные проблемы, такие как молекулярное моделирование для открытия новых лекарств или разработки новых материалов.
- Безопасные коммуникации. Поскольку кубиты нельзя измерить, не подвергаясь помехам, данные в движении в квантовом Интернете будут защищены от широко распространенных атак подслушивания “человек посередине”, которые наблюдаются в традиционном Интернете. Квантовый Интернет обладает потенциалом для действительно не поддающихся взлому коммуникаций — от передачи конфиденциальных медицинских записей до финансовых транзакций.
- Квантовое зондирование. Квантовое “зондирование” не только предлагает гораздо более точные и чувствительные измерения, но и дает возможность измерять вещи, которые никогда ранее не измерялись. Например, квантовые датчики могут позволить ученым удаленно наблюдать, анализировать и измерять ранее не обнаруженную активность под поверхностью земли, тем самым улучшая системы раннего предупреждения об угрозах, таких как извержения вулканов и землетрясения.
Сохраните дату
Как скоро квантовый интернет может быть доступен в масштабе?
Несмотря на значительные нерешенные инженерные проблемы, многие эксперты прогнозируют, что глобальная квантовая сеть будет подключена к сети к 2030 году. Одна из таких проблем связана с созданием еще не созданных квантовых “ретрансляторов” (технология, обеспечивающая связь на большие расстояния с использованием квантовых технологий).
Другие считают, что это произойдет намного быстрее.
Страны, которые первыми внедрят квантовый интернет, получат значительные геополитические и коммерческие преимущества, как и в случае с традиционным интернетом.
Тем не менее, различные прорывы предполагают, что квантовые ретрансляторы могут быть не за горами. Например, ученые из голландской исследовательской группы QuTech недавно создали многоузловую квантовую сеть с возможностью соединения любых двух точек в Нидерландах. В то же время исследователи из Испании и Китая (отдельно) также продемонстрировали жизненно важные технические достижения.
Страны, которые первыми внедрят квантовый интернет, получат значительные геополитические и коммерческие преимущества, как и в случае с традиционным интернетом. Это послужило толчком для таких инициатив, как Европейский альянс квантового Интернета; в США, тем временем, регион большого Чикаго превратился в глобальный центр исследований в области квантовых коммуникаций.
Тем не менее, правительства и предприятия должны еще больше сотрудничать, чтобы ускорить усилия своих стран в области исследований и разработок, связанных с квантованием, чтобы максимально использовать квантовый Интернет. Китайское правительство, один из первых лидеров, уже запустило на орбиту квантовый спутник, а также соединило Пекин с Шанхаем с помощью квантовой сети протяженностью 4600 километров. Такие эксперименты, финансируемые правительством, напоминают ARPANET и ранний интернет.
Развитие надежных “экосистем” квантовой связи, состоящих из операторов связи, начинающих фирм, существующих предприятий и исследовательских институтов, также будет иметь решающее значение для установления стандартов, разработки новых решений путем объединения ресурсов и развития соответствующих навыков у работников. Поставщики телекоммуникационных услуг играют решающую роль в этих экосистемах. Они должны начать наращивать свои возможности и тестировать их производительность на симуляторах квантовых сетей и сетевых испытательных стендах, чтобы подготовиться к множеству возможностей впереди.
Создание интеллектуальной собственности (ИС), связанной с квантованием, должно быть еще одним приоритетом. И здесь Китай расширяет свое лидерство.
Будущее квантового интернета уже сейчас
В квантовом Интернете много неопределенности, а также много оправданного волнения. Но можно с уверенностью сделать два прогноза. Как и его предшественник, квантовый интернет изменит мир далеко идущими, непредсказуемыми путями. И этот день наступит раньше, чем вы думаете.