Kvantový počítač v Ostravě začal počítat první úlohy a nyní se chytají další tuzemské kvantové aktivity. Češi uspěli se čtyřmi projekty v rámci mezinárodní iniciativy QuantERA podporující rozvoj kvantových technologií v Evropě a Jižní Koreji. Celkově obdrží 915,5 tisíce eur, asi 22 milionů korun.
Projekt EXCEL-QKD se zaměří na výzkum bezbuňkové kvantové distribuce klíčů, ICON se zaměří na vlákna s dutým jádrem pro kvantové komunikace s kvantovými tečkami, DISQO bude řešit kvantový optický senzor s neuspořádaným měřítkem a SINPHONI bude řešit jednofotonové on-chip zářiče pro kvantovou komunikaci.
Polovina z těchto projektů jde na Fakultu elektrotechnickou v Praze. Tam, jak jsme na Lupě nedávno psali, mají novou kvantovou laboratoř včetně technologií pro takzvanou kvantovou teleportaci.
Projekt ICON vede Matěj Komanec z katedry elektromagnetického pole FEL ČVUT. Podobné mezinárodní aktivity podle něj patří mezi nejprestižnější formy evropské vědecké spolupráce.
Komanec popsal ICON takto:
Projekt ICON přináší nový přístup ke kvantovým komunikacím. Zatímco současné systémy se většinou snaží přizpůsobit kvantové technologie stávající telekomunikační infrastruktuře, výzkumníci z FEL ČVUT a jejich partneři obracejí tento princip naruby – vyvíjejí komunikační infrastrukturu navrženou přímo pro potřeby kvantových systémů.
Klíčovou roli sehrají optická vlákna s dutým jádrem, ve kterých se světlo nešíří sklem, ale vzduchem. Tato nová generace optických vláken umožňuje pracovat na vlnových délkách vhodnějších pro kvantové zdroje fotonů a dosahovat výrazně vyšší efektivity kvantového přenosu.
Součástí projektu bude také vývoj technologií umožňujících současné sdílení kvantových klíčů mezi více uživateli. Současné systémy kvantové distribuce klíčů obvykle propojují pouze dva účastníky komunikace, zatímco nový přístup má umožnit bezpečnou komunikaci více partnerů v rámci jediné kvantové sítě.
Dlouhodobě se zabýváme optickými vlákny s dutým jádrem a jejich využitím v telekomunikacích. V projektu ICON chceme ukázat, že tato technologie může výrazně zvýšit efektivitu budoucích kvantových komunikačních sítí.
Na projektu ICON budou kromě odborníků z FEL ČVUT spolupracovat také výzkumníci z Technické univerzity ve Vídni a University of Southampton. Zatímco rakouský partner přispěje expertizou v oblasti kvantových zdrojů a detektorů, britský tým patří mezi světové průkopníky ve vývoji optických vláken s dutým jádrem. Český tým zajistí zejména propojení obou technologií a vývoj efektivní vazby mezi klasickými a novými typy optických vláken.
Projekt EXCEL-QKD pak vede Stanislav Zvánovec z katedry elektromagnetického pole FEL ČVUT. Projekt se zaměří na další rozvoj kvantové distribuce kryptografických klíčů (QKD).
Zvánovec přiblížil EXCEL-QKD následovně:
Výzkumníci z ČVUT společně s partnery z Lucemburska a Kanárských ostrovů vyvinou nový koncept kvantové komunikační sítě, který umožní bezpečné sdílení šifrovacích klíčů mezi více uživateli současně. Díky využití více prostorově rozmístěných kvantových zdrojů bude systém odolnější vůči rušení i případným útokům a nabídne vyšší spolehlivost i rychlost přenosu.
Klíčovou součástí projektu bude také vývoj nových algoritmů a využití pokročilých vícepixelových fotonových detektorů, které umožní přesně rozlišit jednotlivé kvantové signály přicházející z více zdrojů současně. Výsledkem mají být nové protokoly pro bezpečnější a efektivnější kvantové komunikační sítě.
Kvantová distribuce klíčů je jednou z prvních technologií, které přenesou výhody kvantové fyziky do běžné praxe. Naším cílem je vyvinout komunikační systémy, které budou bezpečné, odolné a připravené na dobu, kdy se kvantové technologie stanou běžnou součástí digitální infrastruktury.
Tým ČVUT přitom naváže na své dlouholeté zkušenosti s výzkumem kvantových bezdrátových komunikací. V minulých letech realizoval řadu experimentů s přenosem kvantových signálů ve volném prostoru a ve spolupráci s Německým leteckým a kosmickým centrem (DLR) uskutečnil unikátní experimenty na bezdrátovém optickém spoji o délce 6,7 kilometru.
ČLÁNKY DO MAILU