Макар квантовите компютри все още да са възможни предимно на теория, част от съществуващите им прототипи показват, че те имат голям потенциал и реализирането им изглежда все по-достъпно. За да може да се извлече този потенциал, квантовите компютри ще се нуждаят и от квантови мрежи.
Точно върху това работят учени от няколко университета, включително Станфорд, Институтът по технологии на Калифорния, както и компанията AT&T, заедно с няколко лаборатории и американски институции. Всички те са обединени в организацията INQNET (Intelligent Quantum Networks and Technologies). Нейната цел е разработката и изучаването на мрежови технологии за квантови компютри, които да могат да се развият в голям мащаб и да са приложими в реалния свят.
Какво е квантова мрежа
Основната задача на квантовата мрежа, разбира се, е да свърже два квантови компютъра. Това ще им позволи не само да комуникират помежду си, но и да обединяват ресурсите си.
За целта трябва да се намери начин, който да позволи преноса на данни между кюбитите, като същевременно запазва тяхното квантово състояние. Кюбитите в повечето случаи са фотони или други малки частици, които могат да са едновременно и „нула”, и „единица”. Те са основният „градивен елемент” на квантовия компютър, но са и много нестабилни. Лесно могат да променят състоянието си от най-малкото взаимодействие с външен фактор.
Свързването им с кюбитите на друг компютър определено е голямо предизвикателство. Препятствие е и конвертирането на квантовите данни от една честота в друга поне два пъти. Това ще е необходимо, за да може информацията да се вземе от една машина, да мине по оптична мрежа и да се използва от получаващата машина.
Процесът за момента изглежда много сложен, но не и невъзможен. „Може да позволим на кюбити от различни компютри да взаимодействат помежду си сякаш са един до друг”, коментира Сорен Телфер, директор на AT&T Foundry пред CNET. Все още работата е във фаза на проучвания и има доста път преди тя да премине към практиката. „Трудно не означава невъзможно. Няма нищо фундаментално, което да попречи на реализирането на процеса”, казва Телфер. Улесняващ фактор е, че може да се използват съществуващите оптични трасета.
Предимствата на квантовата мрежа
Преди квантовите мрежи да започнат да превземат света, те ще имат доста по-скромно приложение. Дори и то обаче може да донесе сериозни промени в бранша заради значителното по-голямата изчислителна мощ на квантовите компютри. На теория квантов компютър с достатъчно на брой кюбити ще може да изчислява за секунди задачи, които дори за модерен суперкомпютър биха отнели дни или дори седмици.
Колкото повече са кюбитите в един квантов компютър обаче, толкова по-трудно е запазването на тяхната стабилност и намаляването на грешките при изчисленията. Свързването на няколко машини в мрежа може да улесни това, като ще позволи и до значителното увеличаване на наличните ресурси за още по-бързи изчисления на огромни обеми данни.
Квантовите мрежи ще помогнат и за използването на сензори и други източници на данни, които да ги доставят директно до квантовия компютър. Това ще направи възможно използването на тези машини и за научни експерименти, управление на системи и дори умни градове и др.
За момента квантовите компютри се смятат за непробиваеми от хакери. Дори и да успеят да достигнат данните, няма как да скрият следите си, да променят или дублират статута на кюбити без това веднага да стане видимо. Същото ще важи и за квантовите мрежи, които ще направят тайното копиране и подслушване на данни практически невъзможно.
Ще има ли квантов интернет
Както с всичко останало „квантово”, на теория – да, възможно е да има и квантов интернет. Квантовите компютри и в момента могат да работят с обикновени мрежи, но това не им позволява да развият пълния си потенциал, тъй като традиционните мрежи не са достатъчно бързи за тях.
Затова квантовите мрежи ще са задължителни, но ще са нужни доста години преди те да са достатъчно развити, за да могат да започнат да се използват пълноценно. Преди това първо самите квантови компютри трябва да са напълно готови, след това квантовите мрежи трябва да се усъвършенстват и едва тогава може да се мисли за тяхното масово приложение за интернет достъп.
Това е процес, който може да отнеме дори няколко десетилетия, макар че завършването на квантовите компютри ще помогне за неговото ускоряване. Самите те обаче също имат още доста години работа преди да могат да излязат от лабораториите.
