Objavljeni rezultati prve javne demonstracije medevropskega kvantnega omrežja

Med srečanjem ministrov za digitalno politiko skupine G20 v Trstu je avgusta lani potekala prva javna demonstracija medvladne kvantne komunikacije med tremi državami - Italijo, Slovenijo in Hrvaško. To je bilo prvič v zgodovini, da je bil omogočen popolnoma kvantno šifriran prenos med vozlišči treh držav. Rezultati tega dosežka so bili danes objavljeni v reviji Advanced Quantum Technologies. Kvantno komunikacijo so takrat skupaj s kolegi iz tujine izvedli fiziki s Fakultete za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani (UL FMF), profesorja Rainer Kaltenbaek in Anton Ramšak ter doktorski študent Žiga Pušavec.

Kot je za STA povedal profesor na FMF in prorektor UL Anton Ramšak, je dogodek velikega pomena tako za ljubljansko univerzo kot tudi za fakulteto in njihov laboratorij za kvantno optiko, ki ga vodi Rainer Kaltenbaek. Pomemben je tudi v luči novega projekta, ki se začne januarja 2023, v okviru katerega bodo slovenski raziskovalci sodelovali pri vzpostavitvi vseevropske kvantne komunikacijske mreže oziroma prihodnjega kvantnega interneta, je povedal Ramšak.

Pridobljeni eksperimentalni rezultati prve javne demonstracije medevropskega kvantnega omrežja po navedbah FMF kažejo na tehnološko zrelost kvantne izmenjave ključa, protokola, ki lahko z uporabo zakonov kvantne fizike zagotovi brezpogojno varno podatkovno komunikacijo. "Če bi namreč v okviru komunikacije po tem protokolu prisluškovalec poskušal prestreči ključ, bi zagotovo pustil sled, ki bi omogočila odkritje vdora in že med izmenjavo podatkov takojšnje ukrepanje proti vsaki grožnji zaupnosti," je razložil Ramšak. Kvantna izmenjava ključa bo zato po navedbah FMF v bližnji prihodnosti postavljena v središče pozornosti za potrošniške aplikacije.

To je pomembno v luči vse večjega obsega internetnega prometa in s tem naraščanja števila kršitev varnosti in skupne količine razkritih tajnih informacij. "Tak razvoj zahteva vedno bolj izpopolnjene metode varovanja in kvantna komunikacija predstavlja ultimativno fizično rešitev za povsem varno komunikacijo za vlade, obrambo in kritično infrastrukturo. V tem scenariju je uresničitev svetovnega kvantnega omrežja, ki omogoča visoko varnost v komunikacijah, izjemnega pomena," poudarjajo na FMF.

Evropa se že opremlja z inovativnim evropskim omrežjem za kvantno komunikacijo EuroQCI, ki združuje komercialna optična vlakna z namenskimi sateliti. Ta bo po navedbah FMF ščitil občutljive podatke in kritične infrastrukture ter zagotavljal dodatno plast varnosti, ki temelji na kvantni fiziki. "Kvantna komunikacija bo izboljšala evropsko digitalno suverenost in industrijsko konkurenčnost ter postala eden glavnih stebrov nove strategije kibernetske varnosti EU za prihodnja desetletja," so zapisali.

V danes objavljenem članku so njegovi avtorji predstavili uspešno izvedbo EuroQCI na javnem optičnem omrežju, ko so kvantno povezali tri države. Vzpostavljeno omrežje je preko namenske 100 kilometrov dolge optične povezave stabilno povezovalo Trst z Reko in Ljubljano preko varnega vozlišča v Postojni. Po uspešni kvantni izmenjavi ključa je bilo omrežje uporabljeno za javno predstavitev na digitalnem ministrskem srečanju G20 leta 2021 v Trstu.

Omrežje je bilo realizirano v sodelovanju Univerze v Trstu, Nacionalnega inštituta za optiko (CNR-INO) in Tehnične univerze na Danskem (DTU), Fakultete za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani, Instituta Ruđer Bošković in Fakultete za prometne vede v Zagrebu. Tehnično izvedbo so omogočili QTI in Telsy v sodelovanju s podjetji TIM, Sparkle, Telekom Slovenije, OIV - Digitalni signali in omrežja, Stelkom in Lightnet, ki so zagotovili optično infrastrukturo. Dogodek kvantne komunikacije je spodbudili in podprli predsedstvo G20 2021 ter italijanski ministrstvi za gospodarski razvoj in zunanje zadeve.