Ano ang Quantum Internet at bakit nito babaguhin ang web?

Ngayon, nabubuhay tayo nang nakadikit sa internet, ngunit bihira tayong huminto upang isipin kung ano ang susunod pagkatapos ng internet na ginagamit natin araw-araw. Habang nagpapadala tayo ng mga mensahe, gumagawa ng mga video call, o naglilipat ng pera mula sa ating mga mobile phone, isang bagong uri ng network ang nabubuo sa mga laboratoryo at mga pagsubok sa totoong mundo: ang kwantum internet, isang imprastraktura na idinisenyo upang ikonekta ang mga quantum device at protektahan ang impormasyon gamit ang mga batas ng pisika, hindi lamang matematika.

Ang bagong paradigma na ito ay hindi nilayong palitan ang kumbensyonal na Internet na alam natin sa hinaharap, ngunit nangangako itong ganap na baguhin kung paano Pinoprotektahan namin ang mahahalagang datos, ipinamamahagi ang computing, at sinusukat ang mundo nang may matinding katumpakanMula sa mga hindi kapani-paniwalang network ng pagbabangko hanggang sa mga distributed sensor para sa astronomiya, at mga ultra-secure na ospital, ang hanay ng mga posibilidad ay kasinglawak ng kasalimuotan sa likod ng lahat ng ito.

Ano nga ba ang quantum internet?

Kapag pinag-uusapan natin ang quantum internet, tinutukoy natin ang isang network kung saan ang mga elementong ipinagpapalit ay hindi mga simpleng klasikal na bit, kundi mga gusot na qubit na naglalakbay sa mga quantum channelSa halip na kumatawan lamang sa 0 o 1, ang mga qubit na ito ay umaasa sa mga penomenong tulad ng superposisyon at pagkakaugnay-ugnay upang i-encode at ibahagi ang impormasyon sa paraang walang katumbas sa kasalukuyang teknolohiya.

Sa pagsasagawa, ang quantum internet ay magiging isang parallel network na kasabay ng tradisyonal na imprastraktura. Ang karaniwang gumagamit ay patuloy na titingnan ang kanilang email, social media, at pagmemensahe gamit ang tradisyonal na internet. Klasikong Internet batay sa mga kumbensyonal na protocol at encryptionSamantala, ang mga quantum network ay mananatiling, kahit man lang sa simula, nakalaan para sa mga pamahalaan, bangko, malalaking kumpanya ng teknolohiya, pangangalagang pangkalusugan, o depensa, kung saan ang ganap na seguridad at advanced na computing ang siyang may malaking papel.

Ang susi ay ang isang quantum channel ay hindi nagdadala ng datos gaya ng pagkakaintindi natin ngayon (isang email, larawan, o text message). WhatsApp), ngunit mga lubhang maselang estadong quantum na nagko-code ng impormasyon sa mga photon o iba pang mga particle tulad ng mga quantum chip na nagpapalitan ng datosAng mga kalagayang ito ay hindi maaaring kopyahin nang hindi nag-iiwan ng bakas, na nagbubukas ng pinto sa mga komunikasyon kung saan ang anumang pagtatangka sa paniniktik ay agad na matutukoy.

Ang lahat ng ito ay parang futuristic, ngunit naipapakita na ito sa pagsasagawa. Ang mga laboratoryo sa Estados Unidos, Tsina, Netherlands, at Europa ay nagkokonekta ng mga quantum node gamit ang mga totoong optical fiber sa mga lungsod, sinusubukan ang mga protocol ng entanglement at sinisiguro ang distribusyon ng susi na naglalatag ng pundasyon para sa isang pandaigdigang quantum network na maaaring i-deploy sa ibabaw ng umiiral na fiber.

Mula klasikal hanggang quantum computing: bakit kailangan natin ng isa pang internet

Para maunawaan kung bakit kailangan natin ng quantum internet, kailangan muna nating tingnan kung paano gumagana ang internet. klasikal na pagtutuos batay sa mga bits at Boolean algebraPinoproseso ng mga modernong kompyuter ang impormasyon sa pamamagitan ng pagrepresenta nito bilang 0 o 1, at ang bawat transistor ay maaari lamang nasa isa sa mga estadong iyon sa anumang oras. Maaari natin silang gawing mas maliit at mas mabilis, ngunit papalapit na tayo sa mga pisikal na limitasyon kung saan hindi na tumpak na inilalarawan ng klasikal na pisika ang nangyayari.

Sa kabaligtaran, ang isang quantum computer ay gumagamit ng mga elementary particle tulad ng mga electron o photon upang kumatawan sa mga qubit. Dahil sa superposition, ang isang qubit ay maaaring nasa kombinasyon ng 0 at 1 nang sabay, at kasama ang Ang pagkakabuhol-buhol sa pagitan ng ilang qubit ay lubos na nagpapataas ng mga posibleng kumpigurasyonKaya, ang isang rehistro na may 2 qubit lamang ay maaaring sabay-sabay na i-encode ang apat na klasikong kumbinasyon (00, 01, 10, 11), at sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga qubit, ang kapasidad ay lumalaki nang malaki.

Kaya naman nabuo ang konsepto ng quantum internet: isang network na idinisenyo upang ipamahagi ang mga gusot at quantum states sa maraming node, na nagpapahintulot distributed quantum computing, mga komunikasyong hindi ma-clone, at ultra-precise synchronizationHindi lamang ito tungkol sa pagpapabilis ng mga koneksyon, kundi tungkol sa pagpapagana ng mga kakayahan na literal na wala na ngayon.

Mga pangunahing penomena: pagsasanib, pagkakaugnay-ugnay, at hindi pag-clone

Ang batayan ng buong setup na ito ay quantum superposition. Ang isang qubit, na maaaring katawanin bilang spin ng isang electron o polarization ng isang photon, ay hindi napipilitang pumili sa pagitan ng 0 o 1 hangga't hindi natin ito sinusukat. Maaari itong manatili sa isang kombinasyon ng parehong halaga habang hindi nakikipag-ugnayan sa kapaligiranPinapayagan nito ang mga parallel na operasyon sa maraming posibilidad nang sabay-sabay.

Ang pangalawang haligi ay ang pagkakabuhol-buhol. Kapag ang dalawang partikulo ay nag-interact, maaari silang magkaugnay sa paraang ang estado ng isa ay magkakaugnay sa estado ng isa pa, kahit na sila ay pinaghihiwalay ng malayo. Kung susukatin natin ang isa, ang resulta ay agad na tumutukoy sa estado ng isa pa, isang penomenong nagpapahintulot mga protocol tulad ng quantum teleportation at key distribution sa malawak na mga network.

Ang isang kritikal na mapagkukunan na minana ng quantum internet mula sa quantum theory ay ang no-cloning theorem: imposibleng makagawa ng perpektong kopya ng isang hindi kilalang quantum state. Ito, na maaaring mukhang isang problema para sa disenyo ng network, ay talagang isang biyaya para sa seguridad, dahil nangangahulugan ito na ang anumang pagtatangka sa interception o pagkopya ay nabibigo. ay pipilitin ang isang nakikitang kaguluhan ng orihinal na estado.

Ang pinakamalaking kaaway ng lahat ng nabanggit ay ang decoherence, ibig sabihin, ang pagkawala ng mga katangiang quantum kapag ang sistema ay nakikipag-ugnayan sa kapaligiran nito. Dapat itong mabawasan ng mga quantum network sa pamamagitan ng matatag na mga alaala ng quantum, pagwawasto ng error, at mga protocol ng paglilinis ng gusotKung hindi, ang mga qubit ay magiging ingay bago makarating sa kanilang destinasyon.

Arkitektura ng mga quantum network at mga uri ng pag-deploy

Ang isang quantum network ay hindi organisado nang eksakto tulad ng klasikal na internet, bagama't mayroon silang ilang konsepto: may mga end node, link, at mga intermediate elements na nakapagpapaalala sa mga router. Sa mundo ng quantum, ang mga intermediate elements na ito ang mga quantum repeater, na responsable sa pagpapalawak ng abot ng pagkakabuhol-buhol sa malalayong distansya.

Sa panitikan, tatlong pangunahing henerasyon ng mga repeater ang nakikilala. Ang una, na pinakamalapit sa kasalukuyang mga implementasyon, ay umaasa sa paglikha at paglilinis ng pagkakaugnay-ugnay sa isang paunang natukoy na paraan; ang pangalawa ay nagpapakilala pagwawasto ng quantum error upang mahawakan ang mga pagkabigo sa operasyonAng ikatlo ay halos ganap na nakabatay sa mga error correction code, na nagpapahintulot sa mas mahaba at mas matatag na mga network, bagama't malayo pa rin ito sa pagiging available sa komersyo.

Depende sa kanilang saklaw at layunin, tatlong uri ng quantum network ang karaniwang isinasaalang-alang: mga modular network na nagkokonekta sa mga quantum processor sa loob ng iisang makina o data center, mga terrestrial network batay sa Naka-install na ang fiber optic cable sa mga lungsod at mga intercity section, at mga network ng quantum satellite na idinisenyo upang masakop ang mga distansyang kontinental at pandaigdigan.

Sa mga arkitekturang ito, bukod sa mga repeater, ang mga quantum memory ay gumaganap ng mahalagang papel, kung saan ang mga qubit ay pansamantalang iniimbak habang ang mga operasyon ng network ay kinokoordina. Maraming pisikal na plataporma ang kasalukuyang sinusuri: mga sentro ng kulay sa mga diyamante, mga kristal na may rubidium doping, mga atomo ng nitrogen, o mga solid-state system na isinama sa mga photonic chip.

Isang karagdagang hamon ang pagsasama ng quantum layer na ito sa regular na internet. Kailangang gumamit ang mga node ng mga classical channel upang i-coordinate ang mga operasyon, makipagpalitan ng mga control signal, at, halimbawa, ipadala ang klasikal na impormasyong kinakailangan upang makumpleto ang isang quantum teleportationAng resulta ay isang hybrid ecosystem kung saan magkakasamang magkakasama ang mga stack ng classical at quantum protocol.

Mga protocol, network stack, at pagiging kumplikado ng pagruruta

Ang pagdidisenyo ng "protocol stack" para sa quantum internet ay hindi lamang tungkol sa pagkopya ng kung ano ang mayroon na tayo sa TCP/IP at paglalagay ng quantum label. Ang mga mananaliksik tulad nina Meter, Wehner, at Dür ay nagpanukala ng iba't ibang layered architecture na nakatuon sa mga function tulad ng ang pagbuo at pamamahala ng pagkakabuhol-buhol, pagwawasto ng error, at ang koneksyon ng mga aplikasyon ng quantum na may mataas na antas.

Ang ilang mga stack ay nakaayos sa paligid ng bipartite entanglement (dalawang node) na may pisikal, link control, at state propagation layers; ang iba ay gumagamit ng isang pamamaraan na mas katulad ng mga klasikong network, na may pisikal, link, network, transport, at application layers; at may mga panukala na pangunahing nakatuon sa Multipartite entanglement, mainam para sa mga network na may maraming nagtutulungang node.

Mga tila simpleng tungkulin tulad ng pagruruta o programming Ang alokasyon ng mapagkukunan ay nagiging isang tunay na palaisipan. Ang pamamahagi ng end-to-end entanglement sa mga landas na may limitadong quantum memory, probabilistic operations, at decoherence ay humahantong sa mga problema sa optimization na NP-hard, kahit para sa mga simulationIsinasagawa ang pananaliksik sa parehong mga reaktibong estratehiya, na lumilikha ng pagkakaugnay-ugnay kapag may pangangailangan, at mga proaktibong pamamaraan, na namamahagi nito nang maaga ayon sa inaasahang mga padron ng paggamit.

Upang masuri ang pagganap ng mga embryonic network na ito, ginagamit ang mga partikular na simulation framework tulad ng NetSquid, SeQUeNCe o QuantumMininet, na may kakayahang magmodelo. mga prosesong quantum, mga oras ng paghihintay sa memorya, at mga error sa pagpapatakboAng mga testbed sa totoong mundo ay nananatiling katamtaman ang laki, na may mga eksperimentong pangunahing nakatuon sa distribusyon ng quantum key at mga entanglement link sa mga distansyang sampu-sampung o, sa ilang mga kaso, daan-daang kilometro.

Imposibleng maniktik sa quantum cryptography at mga komunikasyon

Kung mayroong isang larangan kung saan tunay na sumisikat ang quantum internet, ito ay sa seguridad. Ginagamit ng quantum cryptography ang mga katangian ng mga photon at ang prinsipyo ng kawalang-katiyakan ni Heisenberg upang lumikha ng mga sistema ng pag-encrypt na, sa teorya, ay hindi matitinag kung maipapatupad nang tamaAng pangunahing ideya ay simple: hindi mo masusukat ang quantum state ng isang photon nang hindi ito binabago.

Sa isang tipikal na iskema ng quantum key distribution (QKD), ang sikretong susi ay naka-encode sa polarisasyon ng mga indibidwal na photon. Ang bawat oryentasyon ay maaaring kumatawan sa isang binary na 0 o 1, at ang mga sequence ng mga photon na ito ay ginagamit upang bumuo ng mga bit string na magsisilbing susi para sa isang klasikong simetrikong cipher. Anumang pagtatangka na maharang ang mga photon nagpapakilala ng mga nakikitang error sa ibinahaging pagkakasunod-sunod, na nag-aalerto sa mga lehitimong partido.

Ang pamamaraang ito ay naiiba sa kasalukuyang klasikal na pag-encrypt, na umaasa sa mahihirap na problema sa matematika, tulad ng pag-factor ng malalaking numero. Gamit ang sapat na makapangyarihang mga quantum computer at angkop na mga algorithm, maaaring masira ang mga depensang ito, gaya ng inaasahan ng maraming pag-aaral. panganib sa kabuuan, na nagbabala na marami sa mga sistema ngayon ay maaaring masira sa loob ng wala pang isang dekada.

Sa katunayan, mayroon nang aktibong banta na kilala bilang "store now, decrypt later" (SNDL). Binubuo ito ng pagkuha at pag-iimbak ng mga naka-encrypt na komunikasyon ngayon sa pagtatangkang i-decrypt ang mga ito sa hinaharap gamit ang mas makapangyarihang mga quantum computer. Anumang bagay na magiging sensitibo pa rin sa loob ng 10 o 15 taon—mga rekord medikal, mga lihim ng kalakalan, mga password na hindi nababago, legal na dokumentasyon— ay posibleng nasa mga tawiran.

Ang mga quantum network ay nagpapahintulot sa QKD na mapunan ng kriptograpiyang post-quantum (mga klasikal na algorithm na idinisenyo upang labanan ang mga quantum attack), na humahantong sa mga imprastrakturang "quantum-safe" na nagpoprotekta sa parehong real-time na komunikasyon at nakaimbak na data. Mga operator tulad ng Nagde-deploy na ang Telefónica ng mga hybrid network na pinagsasama ang QKD, post-quantum TLS at mga umiiral na fiber upang matiyak ang seguridad ng mga ospital, bangko, o mahahalagang sistema.

Ligtas na Quantum: paano naghahanda ang cybersecurity para sa panahon ng quantum

Sa mga sektor ng industriya at telekomunikasyon, mayroon nang usap-usapan tungkol sa mga "quantum safe" na network: mga imprastraktura na handang makayanan ang isang mundo kung saan umiiral ang mga quantum computer na may kakayahang basagin ang mga encryption na ginagamit ngayon. Pinagsasama ng mga solusyong ito ang QKD, mga standardized na post-quantum algorithm at advanced na pamamahala ng susi, at nasubukan na sa mga totoong kapaligiran sa mundo sa loob ng maraming taon.

Sa pagitan ng 2010 at 2014, naganap ang isang paunang yugto ng eksplorasyon, kasama ang mga pagsubok sa mga laboratoryo tulad ng Technology Lab ng Telefónica sa Madrid. Mula noong 2015 pataas, lumitaw ang mga unang hybrid pilot network, at nagsimulang lumahok ang mga pangunahing operator sa mga proyektong Europeo tulad ng OPENQKD o Quantum Flagship para subukan ang mga deployment sa metropolitan-regionalMula 2021 hanggang 2023, nakita na ang mga totoong gamit nito sa mga sektor tulad ng pagbabangko, enerhiya, at pangangalagang pangkalusugan.

Sa kasalukuyang yugto (2024-2025), ang uso ay ang direktang pagsasama ng quantum safe protection sa naka-deploy na fiber, na nagkokonekta sa mga ospital, data center, at corporate headquarters. End-to-end encryption na lumalaban sa mga quantum attackSa panahon ng 2026-2030, inaasahan ang progresibong pagsulong tungo sa malawakang pag-aampon ng mga pamantayan ng Q-Safe sa komunikasyon, mga serbisyo sa cloud at iba pa. cybersecurity.

Ang mga praktikal na aplikasyon ay mula sa pagprotekta sa mga bank transfer, mahahalagang video call sa pagitan ng mga opisina, at pagpapatotoo sa pagitan ng mga institusyong pinansyal, hanggang sa pag-encrypt ng sensitibong medikal na data at pag-secure ng mga smart grid. May mga gawain na nagpapatuloy na gamit ang mga lagda at sertipiko ng quantum safe na isinama sa mga eSIM at device IoT, pinapalakas ang proteksyon ng mga sensor, smart meter at mga sistema ng kontrol na pang-industriya.

Kahit sa mga taktikal at militar na kapaligiran, ang mga quantum-safe network ay nakikita bilang isang mahalagang bahagi para sa pag-uutos at pagkontrol ng mga yunit, pagbabahagi ng klasipikadong impormasyon sa pagitan ng mga ahensya, at pagpapatakbo sa mga pribadong 5G network. Mababang latency at matatag na pag-encrypt laban sa mga banta sa hinaharapSamakatuwid, ang quantum internet ay magiging isang pangunahing piraso ng palaisipan ng digital na depensa at soberanya.

Mga pagsulong sa eksperimento: mula sa teorya hanggang sa aspalto ng mga lungsod

Hanggang kamakailan lamang, karamihan sa mga panukala para sa quantum internet ay alinman sa mga teoretikal na iskema o napaka-delikadong mga pag-setup sa laboratoryo. Nagbabago na iyon. Noong Abril 2025, isang papel na inilathala sa Optica Quantum ng mga pangkat mula sa Rochester Institute of Technology, University of Rochester, at iba pang mga institusyon ang nagpresenta ng isang hybrid platform batay sa mga nonlinear crystal at integrated photonic circuits may kakayahang makabuo at mamahala ng mga pares ng magkakasabit na photon sa ilalim ng makatotohanang mga kondisyon.

Gumagamit ang sistema ng isang kristal na PPKTP (pana-panahong polarized potassium titanyl phosphate) na, kapag binomba ng naaangkop na liwanag, ay lumilikha ng mga pares ng magkakaugnay na photon na may iba't ibang wavelength: isa sa nakikitang saklaw (656 nm) at ang isa naman sa telecommunications band (1536 nm), na tugma sa karaniwang optical fiber. Kinukumpirma ng pagtuklas sa nakikitang photon ang presensya ng katapat nito sa telecommunications band, kaya pinapagana ang ilang partikular na pamamaraan. "Mga Ipinahayag" na photon na lubos na nagpapabuti sa pagiging maaasahan ng komunikasyon.

Ang tunay na inobasyon ay ang manipulasyon at pagtuklas ng mga photon na ito ay nagaganap sa loob ng isang integrated, compact, at stable na photonic chip, nang hindi nangangailangan ng free-space optics o napakalaki at mamahaling superconducting detectors. Ang silicon mismo ng chip ay gumaganap bilang pansala ng ingay, pinipigilan ang ilaw ng bomba at pinapabuti ang ratio ng signal-to-noise, na lubos na nagpapadali sa sistema.

Ang nasukat, hindi lamang kunwa, na mga resulta ay makabuluhan: ang mga rate ng pagbuo ng photon pair ay hanggang 67 milyon bawat segundo, na may kahusayan na papalapit sa inaasahang mga limitasyong teoretikal. Gayunpaman, ang sistema ay nagdurusa mula sa mga pagkalugi ng pagkabit sa paglipat ng kristal-papunta-sa-chip at ilang hindi kanais-nais na fluorescence, mga isyung plano ng mga may-akda na tugunan. na-optimize na mga disenyo ng waveguide at mga materyales na mas mababa ang ingay.

Isang partikular na magandang aspeto ay ang pagpapalit ng mga cryogenic detector ng mga room-temperature SPAD avalanche diode. Nangangahulugan ito na ang mga node na ito ay maaaring i-deploy sa mga kumbensyonal na kapaligiran sa labas ng laboratoryo, tulad ng mga sentro ng telekomunikasyon o mga sentro ng datosinilalapit ang quantum internet sa isang realidad ng operasyon.

Sa isa sa mga pinakakapansin-pansing pagsubok, ang aparato ay konektado sa RoQNET (Rochester Quantum Network), isang 38-kilometrong loop sa pagitan ng RIT at ng University of Rochester. Sa kabila ng mga pagkawala na lumampas sa 23 dB, nagawa nitong matukoy ang mga pagkakasabay ng magkakaugnay na mga photon, na nagpapakita na ang teknolohiya ay Tugma sa kasalukuyang imprastraktura ng fiber optic at maaaring i-scalable sa mga distansyang urbano.

Mga network ng quantum sa mga lungsod: mga alaala ng diyamante, rubidium at nitrogen

Kasabay ng mga pinagsamang pagsulong na ito sa photonic, nagawa ng ibang mga pangkat na magpadala at magpreserba ng mga qubit sa pamamagitan ng mga fiber optic network na naka-deploy na sa mga lungsod tulad ng Boston at mga lungsod sa Tsina at Netherlands. Ang layunin ay subukan kung paano kumikilos ang mga qubit. pagkakaugnay sa mga kapaligirang urbano sa mga panginginig ng boses, pagbabago ng temperatura, at totoong ingay.

Sa Estados Unidos, ginamit ng mga mananaliksik ng Harvard ang mga atomo ng silicon na nakabaon sa mga kristal ng diamante bilang quantum memory. Gamit ang fiber optic network ng lungsod, pinagana nila ang impormasyon ng quantum na makumpleto ang isang loop na humigit-kumulang 35 kilometro, na nagpapakita na ang mga depektong ito sa diamante ay maaaring... mag-imbak ng mga qubit oras sapat para sa mga operasyon sa network.

Sa Tsina, isang pangkat mula sa University of Science and Technology ang pumili ng mga kristal na may rubidium doped, isang alkali metal na malawakang ginagamit sa mga eksperimento sa quantum. Dahil sa medyo mahabang lifespan ng mga alaalang ito at isang mahusay na dinisenyong pangunahing server, nagawa nilang magpadala ng mga qubit na naglalakbay nang humigit-kumulang 12,5 kilometro sa loob ng lungsod, na pinapanatili ang... mga quantum correlation na magagamit para sa pamamahagi ng susi o teleportasyon.

Sa Netherlands, ginamit ng mga mananaliksik ang mga atomo ng nitrogen sa diyamante bilang mga alaala at pinagkonekta ang dalawang quantum computer na may 10 kilometro ang layo, gamit ang isang 25-kilometrong fiber optic network na may isang central server. Tinitimbang ng bawat isa sa mga pamamaraang ito ang mga kalamangan at kahinaan ng iba't ibang pisikal na plataporma, ngunit lahat ay tumutukoy sa posibilidad ng mga metropolitan quantum network na sinusuportahan sa umiiral na imprastraktura ng fiber.

Bagama't ang mga setup na ito ay nasa eksperimental pa lamang na yugto at ang malawakang paggamit sa komersyo ay ilang taon pa ang layo, sumasang-ayon ang komunidad na ang mga ito ay malalaking hakbang. Tinatantya ng ilang lider ng proyekto na sa pagtatapos ng dekadang ito, ang mga interleaved link na humigit-kumulang 1.000 kilometro ay maaaring makamit gamit ang humigit-kumulang sampung mahusay na dinisenyong intermediate node, na nagdadala sa ideya ng isang kontinental na quantum network na kumukumpleto sa mga quantum satellite.

Mga Aplikasyon: matinding seguridad, distributed computing, at mga quantum sensor

Ang potensyal ng quantum internet ay higit pa sa pamamahagi ng mga susi. Isa sa mga pangunahing kategorya ng aplikasyon ay ang pinahusay na seguridad: pamamahagi ng quantum key para sa walang kondisyong ligtas na pag-encrypt. Blind quantum computing kung saan mo itinatalaga ang mga kalkulasyon nang hindi inilalantad ang iyong data, at mga quantum digital signature na nagpapahintulot sa pagpapatunay nang walang posibilidad ng pamemeke nang hindi natutukoy.

Ang isa pang makapangyarihang larangan ay ang pinahusay na computing, kung saan maraming quantum computer ang pinag-uugnay upang harapin ang mga gawaing lalampas sa kapasidad ng isang device. Kabilang dito ang mga distributed quantum computing scheme at federated quantum machine learning, na magpapahintulot sa mga modelo na sanayin nang sama-sama habang pinapanatili ang privacy mula sa lokal na datos.

Mayroon ding iba't ibang espesyalisadong aplikasyon sa metrolohiya at pundamental na agham. Kayang i-coordinate ng mga quantum sensing network ang mga ultra-precise sensor para sa astronomiya, heopisika, o paggalugad ng mga materyales, habang ang pag-synchronize ng mga distributed quantum clock ay nagbibigay-daan... pagbutihin ang katumpakan ng mga sistema ng nabigasyon, mga pamilihang pinansyal at mga grid ng kuryenteDito, ang mga quantum correlation ay nagsisilbing makakuha ng sensitibidad sa anumang klasikal na limitasyon.

Sa larangan ng negosyo, ang mga sektor tulad ng pagbabangko at pangangalagang pangkalusugan ay nagsasaliksik na ng mga partikular na kaso ng paggamit. Sinusubukan ng mga institusyong pinansyal ang QKD at mga post-quantum algorithm para sa Protektahan ang mga paglilipat, komunikasyon sa pagitan ng mga site, at mga pagpapatotoo sa pagitan ng mga institusyonPinagdudugtong ng mga ospital ang mga operating room at mga remote patient monitoring system na may encryption resistant sa mga quantum attack, na binabawasan ang panganib ng pagkakalantad ng sensitibong data.

Panghuli, ang mga smart city at kritikal na imprastraktura—enerhiya, transportasyon, tubig—ay maaaring umasa sa mga quantum-safe network upang protektahan ang napakalaking dami ng data na nalilikha ng kanilang mga sensor at control system. Ang mga quantum-resistant na sertipiko at lagda sa mga device at pribadong 5G network ang magbibigay-daan dito. upang maiwasan ang malayuang manipulasyon, mga interception, o malawakang sabotahe sa isang konteksto kung saan patuloy na lumalaki ang digital dependency.

Ang buong ecosystem na ito ng mga teknolohiya at mga kaso ng paggamit ay nagpapakita na ang quantum internet ay hindi lamang isang akademikong kuryusidad, kundi isang piraso na unti-unting binubuo sa ibabaw ng imprastraktura na ginagamit na natin araw-araw, na may layuning mag-alok Komunikasyon, pagkukuwenta, at pagsukat na sinusuportahan ng pinakamalalim na batas ng pisika sa halip na umasa lamang sa kahirapan ng matematika ng ilang problema.

Kaugnay na artikulo:

Lahat ng tungkol sa quantum communication: kung paano ito gumagana at bakit ito ang hinaharap

Isaac

Masigasig na manunulat tungkol sa mundo ng mga byte at teknolohiya sa pangkalahatan. Gustung-gusto kong ibahagi ang aking kaalaman sa pamamagitan ng pagsusulat, at iyon ang gagawin ko sa blog na ito, ipakita sa iyo ang lahat ng mga pinaka-kagiliw-giliw na bagay tungkol sa mga gadget, software, hardware, teknolohikal na uso, at higit pa. Ang layunin ko ay tulungan kang mag-navigate sa digital na mundo sa simple at nakakaaliw na paraan.