SiQUID (Slovenian Quantum Communication Infrastructure Demonstration)
Fakulteta za matematiko in fiziko (FMF) Univerze v Ljubljani je s partnerji predstavila projekt SiQUID, ki bo pomemben doprinos razvoju kvantne distribucije ključev med več vladnimi vozlišči v Sloveniji.
Na EU razpisu DIGITAL-2021 Quanum Comunication Initiative je Fakulteta za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani v letu 2022 kot koordinator v sodelovanju s partnerji – Institut Jožef Stefan, Beyond semiconductor, Urad Vlade Republike Slovenije za informacijsko varnost in Urad Vlade Republike Slovenije za varovanje tajnih podatkov – uspešno prijavila projekt SiQUID (Slovenian Quantum Communication Infrastructure Demonstration), ki je namenjen razvoju in implementaciji kvantne distribucije ključev med več vladnimi vozlišči v Sloveniji in vzpostavitvi raziskovalnega testnega kvantnega omrežja med raziskovalnimi ustanovami. Razvita kvantna komunikacijska infrastruktura, ki bo postala eden glavnih stebrov nove strategije kibernetske varnosti EU za prihodnja desetletja, bo omogočila tako izboljšavo slovenske in evropske digitalne suverenosti kot tudi industrijsko konkurenčnost.
Obseg internetnega prometa se vsako leto izjemno povečuje, s tem pa tudi število varnostnih vdorov in količina razkritih tajnih informacij. Tak razvoj zahteva vedno bolj izpopolnjene metode varovanja, če želimo, da se zmanjšajo tveganja morebitnih kibernetičnih napadov. Kvantna izmenjava ključa (Quantum Key Distribution) lahko z uporabo zakonov kvantne fizike zagotovi brezpogojno in popolnoma varno podatkovno komunikacijo. Zato kvantne metode varne komunikacije in kvantnega računalništva v okviru razvoja kvantnih tehnologij v Evropi zavzemajo vse bolj pomembno vlogo.
Za boljše razumevanje ozadja predlaganih raziskav je potrebno poudariti, da je leto 2025 v okviru UNESCO predlagano za svetovno leto kvantne mehanike. Takrat bo minilo sto let, odkar poznamo teorijo, ki nam je odprla pot do razumevanja najmanjšega sveta, nevidnega s prostimi očmi in tudi nevidnega z običajnimi mikroskopi. Leta 1935 je Albert Einstein s sodelavci opozoril kolege fizike, da formalizem kvantne mehanike morda še ni povsem pojasnjen, saj v sebi skriva nepričakovano »strašljivo delovanje na daljavo«. Iz enačb in ne z eksperimentom je odkril eno od najznačilnejših lastnosti kvantne mehanike – kvantno prepletenost delcev, kot je pojav še istega leta poimenoval Erwin Schrödinger, eden od očetov kvantne mehanike. V naslednjih desetletjih so mnogi fiziki dokazali, da nenavadna teorija dejansko povsem pravilno napove in pojasni eksperimente. Zato ni bilo nobeno presenečenje, ko je odbor za podelitve Nobelovih nagrad za leto 2022 izbral tri fizike, ki so vsak na svoj način dokazali resničnost napovedi kvantne prepletenosti.
Preteklo je skoraj sto let, preden je povsem teoretičen koncept, kot je kvantna prepletenost dveh fotonov, osnovnih gradnikov svetlobe, postal nekaj realnega in uporabnega. V okviru novega projekta SiQUID so že začeli z delom; s pomočjo kvantno prepletenih fotonov in osnovnih kvantnih zakonov narave bodo vzpostavili povsem varno izmejavo informacij na velike razdalje.
Za področje teoretične fizike so tovrstne raziskave še posebej velika spodbuda, ker se pogosto, ob sicer odličnih znanstvenih rezultatih, srečujejo z vprašanji, kot je na primer: »Zakaj je to sploh dobro?« V tem primeru se je pokazalo, da je včasih potrebo celo stoletje, da se nek teoretičen koncept popolnoma razvije in počasi vstopi v vsakdanje življenje. Po drugi strani se je pri projektu SiQUID ponovno pokazalo, kako pomembno je sodelovanje znanstvenikov med različnimi institucijami in različnimi državami ter kako pomembno je za splošni napredek odpravljati meje in ovire. Tako po celem stoletju prihajajo skrivnosti kvantne mehanike v vsakdanje življenje, kar ponovno dokazuje, da se zgodovina ponavlja. »Ne vem, zakaj je to uporabno, vendar sem prepričan, da boste nekoč to lahko obdavčili«, je slavni fizik in izumitelj Michael Faraday sredi 19. stoletja odgovoril britanskemu finančnemu ministru Williamu Gladstoneu, ko ga je ta vprašal, čemu sploh služijo njegovi eksperimenti. In res se je nato čez petdeset let z Nikolo Teslo, Thomasom Edisonom in drugimi začelo obdobje vsesplošne elektrifikacije. Podobno tudi današnji fiziki, znanstveniki vstopajo v nov čas, v dobo kvantne realnosti.
