もうすぐ始まる「量子インターネット」革命: この「ハッキング不可能」ネットワークはどのように機能するのか

英国での統合量子ネットワーク (IQN) ハブの立ち上げにより、安全で革新的な通信ネットワークに向けた重要な一歩が踏み出されました。

英国での統合量子ネットワーク (IQN) ハブの立ち上げにより、安全で革新的な通信ネットワークに向けた大きな一歩が踏み出されました。

この画期的な研究イニシアチブでは、科学者たちが「ほぼハッキング不可能な」量子インターネット、つまり量子力学の原理を使って情報を送信する広大なネットワークの開発に取り組むことになります。

量子技術に 1 億 6,000 万ポンドを投資する英国政府の計画の一環として、ヘリオット ワット大学が IQN ハブの主導者に選ばれました。

これは、量子センシングや量子生物医学技術などの分野に焦点を当てる他の4つの量子ハブの最近の発表に続くものです。

これらのハブが連携して専門知識とイノベーションのネットワークを形成し、英国における量子技術の開発の推進に貢献します。

ここでは、量子インターネットの仕組みとそれがもたらす潜在的な利点について詳しく見ていきます。

ビット、量子ビット、もつれを理解する

従来のインターネットは、0 または 1 のいずれかであるビットを使用します。一方、量子ネットワークは、0、1、またはその両方として同時に存在できる量子ビットを使用します。実際に見るまでは、コインが表と裏の両方であることを想像してください。これが量子ビットの本質的なものです。

重ね合わせとして知られるこのユニークな状態により、量子力学のもう 1 つの重要な現象であるもつれが可能になります。もつれた量子ビットは相互にリンクされ、それらの間の距離に関係なく結果を共有します。

もつれを説明するために、リンクされた 2 つのコインを想像してください。 1 枚のコインを投げて表が出た場合、もう 1 枚のコインが裏であることは、コインを見なくてもすぐにわかります。この瞬時の接続により、量子ネットワークは事実上ハッキング不可能になります。

量子インターネット: サイバー犯罪などへのソリューション

サイバー犯罪による英国の被害額は年間 270 億ポンドと推定されている時代において、量子インターネットは前例のないレベルのセキュリティを約束します。

量子ビットともつれを使用することで、量子ネットワークは理論的に傍受が不可能な通信システムを作成できます。量子ビットを測定または傍受しようとすると、その状態が破壊され、送信者と受信者に侵害の可能性が警告されます。

量子ネットワークを使用して通信している 2 人の人の会話を盗聴しようとしているところを想像してください。傍受しようとするとすぐに量子ビットが中断され、双方は誰かが通信を傍受しようとしていることに気づくことになります。

この固有のセキュリティにより、量子ネットワークは機密データと通信を保護するための有望なソリューションとなり、金融、政府、防衛などの分野に大きな影響を与える可能性があります。

量子インターネットは、セキュリティの強化を超えて、ヘルスケア、銀行業務、科学研究などの分野にも革命をもたらす可能性があります。

たとえば、量子ネットワークを使用して病院内の医療機器を接続すると、患者のバイタルサインをリアルタイムで監視できるようになり、医師が状態の変化に迅速に対応できるようになります。

銀行部門では、量子ネットワークを使用して資金の送金と取引処理のための安全なシステムを構築し、詐欺やサイバー犯罪のリスクを軽減できます。

科学者は量子ネットワークを使用してデータを共有し、研究プロジェクトでより効率的に共同作業することもでき、より迅速で画期的な発見につながる可能性があります。

量子テクノロジー: 既存システムのスーパーチャージャーバージョン

ヘリオットワットの IQN ハブを率いるジェラルド・ブラー教授は、量子テクノロジーを今日のテクノロジーの「スーパーチャージャー」バージョンだと説明しています。

「これにより、従来のテクノロジーでは想像もできなかった方法で問題を解決し、データを保護することができます。これにより、製薬研究からエキサイティングな新材料開発に至るまで、あらゆる分野でブレークスルーがもたらされる可能性があります。」と彼は言いました。

IQN ハブの主な焦点は、長距離にわたって量子もつれを分散できる大規模な量子ネットワークを作成することです。

これには、量子ビットを生成、操作、検出するための新しいテクノロジーと、ネットワーク内の異なるノード間の量子接続を確立および維持するためのプロトコルの開発が含まれます。

量子研究ハブにおけるヘリオットワットの重要な役割

ヘリオットワット大学は、IQN ハブを主導することに加えて、新しく発表された他の 4 つの量子ハブのうち 3 つでも重要な役割を果たしています。

これらのハブは次の分野に焦点を当てます:

輸送、物流、測量などの分野に革命をもたらす可能性のある量子対応の位置、ナビゲーション、タイミング (PNT) テクノロジー

量子生物医学センシング技術。医療画像、診断、治療に使用する新しい量子センサーの開発を目的としています。

量子センシング、イメージング、タイミング (SIT) テクノロジー。材料科学、環境モニタリング、防衛などの分野での量子センサーの応用を探ります。

これらの多様な量子研究拠点へのヘリオットワット大学の関与は、この分野における同大学の強みと専門知識を浮き彫りにしています。

大学の研究者は量子技術開発の最前線で働いており、これらのハブへの貢献は、英国内外でのこれらの技術の進歩と応用の加速に役立ちます。

量子ハブ: アイデアと実用的なソリューションの間の架け橋

5 つの新しい量子ハブは、UKRI 工学物理科学研究評議会 (EPSRC) によって提供されています。

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