Sieć kwantowa w Los Alamos?

Poprawa bezpieczeństwa w Internecie, to jeden z priorytetów współczesnej informatyki. Instalujemy w tym celu programy antywirusowe, zapory ogniowe, aktualizujemy oprogramowanie w celu pozbycia się luk w zabezpieczeniach, tworzymy coraz to bardziej bezpieczne protokoły szyfrujące itd.

Co jednak, gdybyśmy do tego tematu podeszli systemowo i stworzyli sieć, która z założenia jest odporna na włamania?

Otóż takie sieci istnieją, a ich rozwojem zajmuje się stosunkowo nowy dział informatyki, zwany informatyką kwantową, który jest połączeniem mechaniki kwantowej z informatyką klasyczną. Być może w Twojej głowie pojawia się koncepcja komputera kwantowego, który również leży w sferze zainteresowań informatyków kwantowych, jednak nie jest on jedyną domeną owej dziedziny.

Mianowicie od pewnego czasu trwają badania nad siecią kwantową i co ważne z całkiem dobrym skutkiem, bo już istnieją takie sieci, które umożliwiają przesyłanie informacji, ale tylko bezpośrednio z punktu A do B. Bierze się to z tego, iż podstawowa idea działania takiej sieci polega na tym, iż każdy kubit informacji (odpowiednik bita klasycznego), który np. może być reprezentowany przez foton, nie może zostać „po drodze” odczytany, gdyż spowoduje to zmianę jego stanu, a więc informacja będzie nieczytelna. Dlatego też istnienie urządzeń pośredniczących w sieciach kwantowych, jak chociażby routerów, jest niemożliwe, a przynajmniej przy obecnym stanie wiedzy.

Kompleks laboratorium w Los Alamos

Prace jednak ciągle trwają i wiele wskazuje, że przynoszą zamierzony efekt o czym mogliśmy się przekonać nie tak dawno, kiedy to w niektórych mediach pojawiła się informacja, iż Narodowe Laboratorium w Los Alamos już dysponuje pełnowartościową siecią kwantową, czyli taką, gdzie w przesyle informacji uczestniczą urządzenia pośredniczące. Jednak co istotne, w sieci tej nie wykorzystano routerów, czy chociażby przełączników (switch), a zwykły koncentrator (hub), do którego poszczególne urządzeni podłączone są w topologi gwiazdy. Nie jest to jednak efektywne rozwiązanie, gdyż brak jest mechanizmu, który zarządzałby dostępem do łącza (istnieje jedna domena kolizyjna i tylko jedno urządzenie może prowadzić transmisję w tym samym czasie).

Jednak jak być może wiesz, koncentrator ma niewiele wspólnego z sieciami kwantowymi. Dlaczego jednak jest tam wykorzystywany i to w jaki sposób? Otóż przed wejściem kubitu do koncentratora jest on kowertowany na bit klasyczny, a po wyjściu do odpowiedniego portu następuje ponowna konwersja na kubit. A dlaczego go wykorzystano do budowy sieci kwantowej? Ponieważ jak na razie nie nie da się go zastąpić czymś bardziej efektywnym.