2017. jún 19.

Osztrák kutatáson alapul Kína lehallgathatatlan kvantuminternete?

írta: Gyömbér Béla
Osztrák kutatáson alapul Kína lehallgathatatlan kvantuminternete?

Az utóbbi napok egyik legizgalmasabb technológiai híre volt, hogy Kína sikeresen kommunikált a 2016 augusztusában felbocsátott, Micius elnevezésű műholdjával. Ebben még semmi különös nem lenne, azonban a kapcsolat összefonódott kvantumpárokkal jött létre. Az információ szintű teleportálás, a fénysebességnél gyorsabb kommunikáció, a kvantuminternet és a lehallgathatatlan adatkapcsolat alapjait jelentő eseményről a kínai tudósok a Science magazin hasábjain számoltak be pár nappal ezelőtt.

Az összefonódott kvantumpárokkal történő kommunikáció lényegét egy régebbi Origo cikk tökéletesen összefoglalta. "A Bécsi Egyetem fizikusa, dr. Rainer Kaltenbaek a következőképpen magyarázza a kvantum-összefonódás kommunikációs képességeit. Tegyük fel, hogy mindketten ugyanazon a reptéren vagyunk, és ugyanolyan táskánk van. Csak nekünk van két teljesen ugyanolyan táskánk, senki másnak nincs ilyen az egész világon. Te elmész mondjuk Izlandra, én pedig New Yorkba. Amikor én a hotelben kinyitom a táskám, meglátom benne a te fogkeféd. Ekkor azonnal tudom, hogy a te táskád van nálam, az enyém pedig nálad.

Ezt felfoghatjuk úgy, hogy ekkor megmértem a táska kvantumállapotát. Amíg nem nyitom ki, nem tudom, hogy melyik az enyém, és melyik a tiéd. Amikor viszont kinyitottam, megmértem a táskát, a tartalma a ködös kvantumállapotból klasszikussá vált. Ekkor azonnal információt szereztem a nálad, Izlandon lévő táskáról is. Se a te táskád, se az enyém nem változott igazából azzal, hogy kinyitottam, nem teleportálódott át a fogkeféd az enyémbe. Mégis, én csak a nálam lévő táskával való babrálással információt szereztem egy tőlem távol lévő másik táskáról."

Amiből pedig bináris információ nyerhető ki, arra egyből "lecsapnak" az informatikai adatátvitel kutatói. Az összefonódott kvantumpárok pedig épp ilyennek mutatkoznak. Ping Koy Lam ausztrál fizikus - egy 1 méteres "teleportálás" kapcsán - már 2002-ben arról beszélt, hogy ez a technológia "leginkább a számítástechnika területén fog nagyobb fejlődést hozni, mivel sokkal gyorsabb adatátvitelt, illetve gyakorlatilag feltörhetetlen titkosítást lehet a segítségével elérni. A titkosított üzenetet ugyanis hiába fogják el valamilyen módon (egyébként már ez is jelentős nehézségekbe ütközhet), az útközben teljesen értelmezhetetlen."

Azóta eltelt 15 év, és az összefonódott kvantumpárokat egyre távolabb sikerült vinni egymástól. 2013-ban ez a távolság már 93 kilométer volt, 2015-ben az Amerikai Egyesült Államokban sikerült 100 kilométer főlé tornászni, igaz, akkor még üvegszálas kapcsolaton keresztül. Az viszont a tudományos közösség számára is óriási meglepetés volt, hogy a kínaiaknak sikerült a technológiát több mint ezer kilométeres távolságból, az űrből is tesztelni. 

A 2017 elején leküzdött távolság pontosabban 1203 kilométer volt, és a kínai Qinghai tartománybeli Delingha és a Yunnan tartománybeli Lijiang megfigyelőállomás között jött létre a kapcsolat. A tervek szerint júliusban már interkontinentális QKD alapú videóhívást szeretnének lebonyolítani Béccsel. A kínai projekt (amely megdöbbentő módon állítólag csak része - China’s Quantum Experiments at Space Scale (QUESS) néven - egy összesen 100 millió dolláros projektnek, ami az eredményeket és a potenciális képességeket tekintve aprópénz lehet a hasonló projektek között), és annak kínai vezetője, Pan Jianwei ugyanis ezer szállal kötődik az osztrák fővároshoz.

Pan Jianwei a Bécsi Egyetem hallgatójaként, a kvantumtitkosítás európai tótumfaktumánál Anton Zeilinger kutatócsapatában folytatta PhD tanulmányait. A mester és tanítványa az utóbbi időben lényegében egymást felülmúlva növelték a "teleportációs" távolságok rekordját. Pan csapatának teljesítménye azonban most egészen más dimenzióba került a műholdas kapcsolat létrehozásával.

2eab9c7807.jpg

A kínai-osztrák együttműködési program hivatalos kezdete. Anton Zeilinger jobbról a második.
(Photo: Jacqueline Godany/http://medienportal.univie.ac.at)

Az ausztrál Sydney Morning Herald megszólaltatta az Ulmi Egyetemen oktató Tommaso Calarco professzort, aki arról beszélt, hogy Európa elbukta a technológiai versenyt Kínával szemben. Hozzátette, hogy a kínai nagykövetségek titkos kommunikációjának alapját képezheti majd a lehallgathatatlan rendszer, illetve nyílt titokként említette, hogy az Amerikai Egyesült Államok ugyanezen a területen folytat kutatásokat. Titkos amerikai kutatások lehetőségére utalt Zeilinger is egy korábbi nyilatkozatában, amit még a kínai műhold fellövésekor adott.

Az azonban nem mindegy, hogy a kereskedelmi technológia alapjait ki fogja meghatározni, hiszen a technikai megoldások egy része minden bizonnyal iparjogvédelmi oltalom alá fog kerülni, illetve a rendszer későbbi működése kapcsán is alapvető fontosságú, hogy kinek a technológiája fog elterjedni. Megszólaltatták Zeilingert is, aki egyáltalán nem aggódott a kínai sikerek láttán: állítása szerint írásos egyezség van a kínai kutatócsapattal, és az eddig mindenben annak megfelelően járt el.

Már tavaly, a kínai műhold fellövésekor is arról beszélt Zeilinger, hogy korábban sikertelenül érvelt egy európai "kvantumműhold" megalkotása mellett, így talált rá a kínai partnerekre. A Scientific American ennél sarkosabban fogalmaz: Zeilinger projektjét gyakorlatilag elnyelte az európai bürokrácia. Idéznek is a professzortól:

“I am happy that the Micius works so well,” Zeilinger says “But one has to realize that it is a missed opportunity for Europe and others, too.

Az bizonyos, hogy az egész világon számos kutatócsoport vizsgálja ezt a területet, közülük a kanadai és a szingapúri kutatás a legígéretesebb. Mindazonáltal messze a kínai eredmények mögött járnak a gyakorlati megvalósítás kapcsán. Ennek okát pedig valószínűleg Zeilinger kutatásaiban kell keresni. Furcsa módon a világsajtó nem említi, hogy 2013-ban a Bécsi Egyetem, a Kínai Tudományos Akadémia és az osztrák állam képviselői valóban megállapodást kötöttek a QUESS projektről, amelynek két vezetője Pan és Zeilinger lett.

A korabeli leírás szerint a kínai félnek öt éven belül kellett volna a műholdat felbocsátania. A kutatóeszköz a komplex kutatási területekhez képest meghökkentően gyorsan, mindössze három éven belül már az űrben volt. Az osztrák fél feladata a beszámoló szerint a földi kommunikáció és a rendszerek összehangolására szorítkozott. A kínai megfigyelőállomásokról meglepő módon tucatnyi képet elérhetővé tettek a helyi médiákban. A képek alapján a kínai bázisok részben az ausztrál EOS technológiáján alapulnak.

Egyelőre korai lenne még messzemenő következtetéseket és tanulságokat levonni a fentiekből, de amennyiben valóban lett volna lehetőség arra, hogy a kutatás Európában maradjon, úgy óriási tudományos veszteséget jelenthet Európának a kínai siker. A nevek alapján egyébként úgy tűnik számomra, hogy a Science magazinban megjelent tudományos cikk valamennyi szerzője kínai származású.

Ráadásul a kutatás szinte közvetlenül alkalmazható katonailag és védelempolitikailag releváns területeken, míg a kereskedelmi előnyök kiaknázása jóval hosszabb időt vehet majd igénybe. Feltételezhetően a technológia alkalmazásával ugyanis elsősorban az eleve védett infrastruktúrák közötti kommunikáció válik majd első körben "lehallgatatlanná." Amennyiben pedig a technológia kereskedelmi méretűvé válik, úgy a globális megfigyelési programok lehetetlenülhetnek majd el. Legalábbis a technológia jelenleg ismert állása szerint.

Ha tetszett az írás, akkor ne maradj le a következőről:

Szólj hozzá

kína kutatás űrkutatás egyetem társadalom titkos kvantum Pan honvédelem és nemzetbiztonság Zeilinger Micius