Frekvenca X

Kvantna prihodnost 3/3: Varne komunikacije in nevaren nadzor

Kvantne tehnologije prinašajo mnoge prednosti, a tudi nova etična vprašanja in potencialne nevarnosti. Zaradi njih bomo morali spremeniti številne družbene podsisteme

kvantne-tehnologije
Laboratorij za hladne atome, Inštitut Jožef Stefan
foto: Arne Hodalič in Katja Bidovec

Tretji del serije pričenjamo z zelo aktualno novico iz sveta znanosti. Francoska vlada je prejšnji teden napovedala, da bo v razvoj kvantnih tehnologij v prihodnjih petih letih vložila 1,8 milijarde evrov, kar je več kot promil letnega državnega proračuna. Francoski predsednik Emmanuel Macron je v svojem nagovoru napovedal, da bodo v okviru financiranja in investicij v kvantno znanost stopili na stopničke za zmagovalce, izrazil pa je tudi željo, da bi bil znotraj njihovih meja narejen prvi kvantni računalnik. Francija torej želi postati poleg Združenih držav in Kitajske tretja velesila na področju kvantnih tehnologij. Zakaj?

Izhodiščni motiv, zaradi katerega so velike sile že v 90-ih letih prejšnjega stoletja postale pozorne na potenciale kvantnih tehnologij, je ta, da te omogočajo varnejšo, oziroma varno, komunikacijo. In prav pri komunikaciji smo se na poti po vznemirljivem in magičnem svetu kvantnih tehnologij ustavili v tokratni epizodi serije Kvantna prihodnost.

S pomočjo strokovnjakov z različnih področij razpravljamo o varnosti komunikacij, ki jo bodo zagotovile kvantne tehnologije, in nevarnostih vseobsegajočega nadzora državljanov, ter se sprašujemo, kakšna etična vprašanja si moramo zastaviti in kako bomo morali spremeniti delovanje naših univerz, laboratorijev in podjetij, da bomo lahko potenciale kvantnih tehnologij izkoristili v dobro človeštva.

Dr. Anton Ramšak, dekan ljubljanske Fakultete za matematiko in fiziko, nam pojasni, da je vzrok za velik interes in zajetna finančna vlaganja evropskih držav jasen: želja po ohranjanju skrivnosti. Dodaja, da danes vsi laboratoriji na svetu, ki dajo kaj nase, raziskujejo možnosti vzpostavitve kvantnih komunikacijskih sistemov. Nobena izmed velikih sil si namreč ne more privoščiti zaostanka, ker je prisluškovanje v današnjem svetu tako vseprisotno in vseobsegajoče.

"Kar se da narediti, to bo znanost zagotovo naredila, nekdo na svetu bo to naredil. Trenutno vse kaže, da je kvantno komunikacijo mogoče izdelati. To pomeni, da povežeš nekoga, ki pošilja, in nekoga, ki z na primer optičnim kablom sprejema signal, ter iz enega mesta na drugega na kvanten način pošlješ informacijo, ki ji nihče ne more prisluškovati." – dr. Anton Ramšak

Kvantna kriptografija je tisto področje, kjer so kvantne tehnologije najbolj razvite. O tem, kako daleč smo v resnici z razvojem delujočih sistemov varne kvantne komunikacije, smo se pogovarjali tudi z vodjo Laboratorija za kvantno optiko in temelje kvantne fizike na ljubljanski Fakulteti za matematiko in fiziko dr. Rainerjem Kaltenbaekom.

"Trenutno splošno dostopne kvantne komunikacijske naprave uporabljajo način šifriranja, ki je odporen proti večini napadov, na katere lahko pomislite. Ni pa še odporen proti kateremukoli potencialnemu napadu, ki bi si ga ljudje lahko izmislili v prihodnosti. Da bi dosegli tako popolno varnost, bi morali deliti prepletene delce med partnerji v komunikaciji, za to pa bi potrebovali stvar, ki ji rečemo kvantno omrežje." – dr. Rainer Kaltenbaek

Z drugimi besedami bi potrebovali kvantni internet. Prvi nastavki za tako omrežje že nastajajo tudi v Evropi. Strokovna sodelavca z Instituta Jožefa Stefana dr. Peter Jeglič in dr. Rok Žitko kvantni internet opišeta kot mrežo optičnih kablov, ki jih zaradi zakonov kvantne mehanike med dvema vozliščema nikakor ne smemo prekiniti, recimo z ojačevalci signalov, ki jih uporabljamo v klasičnih telekomunikacijah. V tem trenutku sta z neprekinjenim optičnim vlaknom kvantno povezana Dunaj in Bratislava.

Še vedno smo v zelo zgodnji fazi razvoja teh tehnologij, a že zdaj je jasno, da tako kot vsaka nova tehnologija prinašajo tudi možne nevarnosti za zlorabe. Zaradi njihovih zmogljivosti se odpirajo tudi nova etična vprašanja, na katera bomo morali poiskati odgovore. Dr. Tomasso Calarco opozarja na zgolj eno izmed številnih nevarnosti.

"Če tovrstne komunikacije uporablja kakšna teroristična organizacija, ki želi spodkopati demokracijo, je lahko tajnost tudi izredno nevarna. Vedno bo tako, da lahko kriminalci tehnologijo uporabijo kot orožje in naredijo nekaj zlobnega, zato je presekanje teh komunikacij pomembno za družbo." – dr. Tomasso Calarco

Gosti tretje oddaje: Dr. Philippe Bouyer (CNRS), dr. Rainer Kaltenbaek (FMF), dr. Tomasso Calarco (Projekt Quantum Flagship), dr. Andrea Morello (UNSW), Jaka Perovšek (Univerza v Bremnu), dr. Anton Ramšak (FMF)