Cercetătorii demonstrează prima comunicare ultra-securizată la distanță lungă din Marea Britanie printr-o rețea cuantică.
Cercetătorii au demonstrat cu succes primul transfer ultrasecurizat de date la distanță lungă din Marea Britanie printr-o rețea de comunicații cuantice, inclusiv primul apel video securizat cuantic la distanță lungă din Marea Britanie anunță phys.org.
Echipa, de la Universitățile Bristol și Cambridge, a creat rețeaua, care utilizează infrastructura standard de fibră optică, dar se bazează pe o varietate de fenomene cuantice pentru a permite transferul de date ultrasecurizat.
Rețeaua folosește două tipuri de scheme de distribuție a cheilor cuantice (QKD): chei de criptare „rezistente la spargere” ascunse în interiorul particulelor de lumină; și inseparabilitatea cuantică distribuită: un fenomen care face ca particulele cuantice să fie legate intrinsec.
Cercetătorii au demonstrat capacitățile rețelei prin intermediul unei legături de videoconferință în direct, cuantic-securizat, transferul de date medicale criptate și acces securizat de la distanță la un centru de date. Datele au fost transmise cu succes între Bristol și Cambridge — o rețea de fibră optică ce acoperă o distanță de peste 410 kilometri.
Este pentru prima dată când o rețea la distanță lungă, care cuprinde diferite tehnologii cuantice securizate, cum ar fi inseparabilitatea cuantică distribuită si cea clasica in același timp, a fost demonstrată cu succes. Cercetătorii și-au prezentat rezultatele la Conferința de comunicații cu fibre optice (OFC) din 2025 din San Francisco.
Comunicațiile cuantice oferă avantaje de securitate de neegalat în comparație cu soluțiile clasice de telecomunicații. Aceste tehnologii sunt imune împotriva viitoarelor atacuri cibernetice, chiar și cu computerele cuantice, care, odată dezvoltate complet, vor avea potențialul de a depăși chiar și cele mai puternice metode criptografice utilizate în prezent.
În ultimii câțiva ani, cercetătorii au lucrat la construirea și utilizarea rețelelor de comunicații cuantice. China a înființat recent o rețea masivă care acoperă 4.600 de kilometri conectând cinci orașe folosind atât fibra optică, cât și sateliți și au testat cea mai lungă legătură de comunicații securizate cuantic prin satelit. La Madrid, cercetătorii au creat o rețea mai mică, cu nouă puncte de conectare care utilizează diferite tipuri de QKD pentru a partaja informații în siguranță.
În 2019, cercetătorii de la Cambridge și Toshiba au demonstrat o rețea cuantică la scară unui oraș care funcționează la rate record de milioane de biți pe secundă. Și în 2020, cercetătorii din Bristol au construit o rețea care ar putea împărtăși conexiunile între mai mulți utilizatori. Teste similare cu rețele cuantice au fost demonstrate în Singapore, Italia și S.U.A.
În ciuda acestui progres, nimeni nu a construit o rețea mare, la distanță lungă, care să poată gestiona ambele tipuri de QKD, comunicarea cuantică și transmisia obișnuită de date simultan, până acum.
Experimentul demonstrează potențialul rețelelor cuantice de a găzdui diferite abordări cuantice-securizate simultan cu infrastructura clasică de comunicații. A fost realizat folosind Rețeaua Quantum din Marea Britanie (UKQN), înființată în ultimul deceniu de aceeași echipă, ca parte a proiectului Quantum Communications Hub.
Programul Național de Tehnologii Cuantice din Marea Britanie (NQTP) a fost lansat în 2014 cu o investiție inițială de 270 de milioane de lire sterline, care a depășit ulterior 1 miliard de lire sterline, având ca scop transpunerea cercetării cuantice în aplicații comerciale. Programul a stabilit patru hub-uri de tehnologie cuantică axate pe senzori/cronometrare, imagini, calcul și comunicații securizate. În 2023, guvernul Regatului Unit a angajat 2,5 miliarde de lire sterline suplimentare pentru NQTP pentru următorul deceniu, subliniind cinci misiuni cuantice strategice, inclusiv rețele cuantice avansate și dispozitive de detectare inovatoare.
„Acesta este un pas crucial către construirea unui viitor cuantic securizat pentru comunitățile și societatea noastră”, a spus dr. Rui Wang, lector pentru Rețele optice viitoare în cadrul Grupului de cercetare în rețea de înaltă performanță al Smart Internet Lab de la Universitatea din Bristol, coautor al experimentului.
„Mai important, pune bazele unui internet cuantic la scară largă – conectarea nodurilor și dispozitivelor cuantice prin inseparabilitate cuantica (quantum entanglement) și teleportare la scară globală”.
„Acest lucru marchează punctul culminant a mai mult de 10 ani de muncă pentru proiectarea și construirea rețelei cuantice din Regatul Unit”, a declarat coautorul Adrian Wonfor de la Departamentul de Inginerie din Cambridge.
„Nu numai că demonstrează utilizarea mai multor tehnologii de comunicații cuantice, ci și sistemele securizate de gestionare a cheilor necesare pentru a permite criptarea end-to-end fără întreruperi între utilizatori.”
„Nu ar fi fost posibil fără colaborarea strânsă a celor două echipe de la Cambridge și Bristol, sprijinul partenerilor noștri industriali Toshiba, BT, Adtran și Cisco și finanțatorii noștri de la UKRI”.
Actualul UKQN acoperă două rețele cuantice metropolitane din jurul Bristol și Cambridge, care sunt conectate printr-o „coloană vertebrală” de patru legături de fibră optică la distanță lungă, care se întind pe 410 de kilometri, cu trei noduri intermediare.
Rețeaua folosește fibră monomodală în rețeaua EPSRC National Dark Fiber Facility (care oferă fibră dedicată în scopuri de cercetare) și switch-uri optice cu pierderi reduse care permit reconfigurarea rețelei, atât a traficului de semnal clasic, cât și a celui cuantic.
Echipa va continua această activitate printr-un proiect EPSRC, Integrated Quantum Networks Hub, a cărui viziune este de a stabili rețele cuantice la toate scalele de distanță, de la rețelele locale de procesoare cuantice la rețelele cuantice la scară națională pentru comunicații sigure cuantice, calcul distribuit și detecție, până la rețele intercontinentale prin sateliți cu orbită joasă.
