Čekají svět kvantové závody? „Úspěch některého státu může proměnit geopolitickou mapu světa,“ říká expert

Jak funguje kvantově šifrovaná linka?

Máte vždycky dvě zařízení: jedno má laser, druhé má detektor. Laser vyšle částici světla, která je nastavená velmi specifickým způsobem, v takzvané superpozici. Pošle ji optickým vláknem a na druhém konci ji zachytí detektor a přečte ji.

Čtěte také

Naše vědomí a svobodná vůle fungují na kvantovém principu, tvrdí italský vědec

Když takto pošlete dostatečný počet částic, můžete na obou koncích sestavit šifrovací klíč. Jakmile se ale někdo pokusí odposlouchávat tuto komunikaci, tak se tím částice světla zničí. To je jedna z kouzelných věcí na kvantové mechanice.

Trochu mi to připomíná detektivky o špionech. Máte dopis na jedno použití, otevřete obálku a sám se zapálí, sotva ho stihnete přečíst...

Ano, je to úžasné. Nemůžete zachytit takzvanou výměnu klíče – a bez ní se dnes neobejde žádné zabezpečení. Dokonce i běžný telefonní hovor používá výměnu klíče. Dosud se používala metoda takzvaného veřejného klíče, se kterou jste mohli posílat informace na dálku, aniž byste museli někam dopravit ten papír s tajným kódem. Čtyřicet let to fungovalo, ale v budoucnu to nebude stačit. Potřebujeme něco jiného.

Kvantové šifrování (ilustrační snímek)|foto:Fotobanka Pixabay

Dosud tedy šifrování funguje na principu nějakých výpočtů?

Kouzlo toho protokolu spočívá v tom, že vynásobí dvě supervelká čísla. Kdybyste to chtěli otočit a zjistit, ze kterých dvou čísel takový výsledek vznikl, tak by to současným počítačům trvalo miliony let. Jenže kvantové počítače by to dokázaly velmi snadno, jakmile budou mít dostatečný výpočetní výkon.

Kvantová linka má svoje omezení. Například mezi laserem a detektorem můžete mít vzdálenost nanejvýš asi 150 kilometrů.
Simon Patkovic ze společnosti IDQuantique

Už v roce 1994 pro to Peter Shor navrhl algoritmus. On sám to popisuje takto: Přijdete na koňské dostihy v půlce závodu a podle toho, jak koně běží, odhadnete, kdo bude první a kdo poslední. Ale nepoznáte, kdy a kde dostih začal. A kvantové počítače právě to dokážou.

Nestačilo by tedy navrhnout matematický vzorec, který by i kvantovému počítači trval dlouho, a z něj počítat šifry?

Je pár oblastí matematiky, které jsou dostatečně složité pro kvantové výpočty. Potíž je ale v tom, že v matematice máte vždycky nějakou míru nejistoty. Má to omezenou trvanlivost a nikdo neví, jak dlouho to vydrží. Nejsme si jisti, jaké objevy přinese matematika v budoucnosti. A proto velké finanční a telekomunikační instituce používají i kvantovou komunikaci.

Kvantové technologie budoucnosti mají sílu přepsat geopolitickou mapu světa, tvrdí Simon Patkovic|foto:Fotobanka Pixabay

Jaké nevýhody má kvantová linka?

Má svoje omezení, samozřejmě. Například mezi laserem a detektorem můžete mít vzdálenost nanejvýš asi 150 kilometrů. A je to fyzické zařízení, které si nemůžete nainstalovat do telefonu. Ale pořád je to perfektní zabezpečení i do budoucna.

Kvantová fyzika je všude kolem nás. Myslíte si, že se podaří využít i jednodušší věci než precizní lasery a podobně?

Čtěte také

Je velký jako tři skříně a zvládne úlohy s exponenciální složitostí, říká ředitel o novém kvantovém počítači v Ostravě

K tomu míří celé odvětví, jak to zmenšit a zlevnit. Do výzkumu kvantových výpočtů a kvantového měření směřují miliardy dolarů, protože to slibuje průlom v mnoha oblastech vědy – včetně biologie, chemie, materiálové vědy.

Kvantové počítače slibují zjednodušit velmi složité simulace molekulárních i jiných reakcí. Představte si, že s tím připravíte mnohem jednodušeji třeba hnojiva nebo levnější a účinnější léky. Celé státy investují do kvantových technologií, aby si zajistily konkurenceschopnost. Může to proměnit geopolitickou mapu světa. Když budete mít kvantový počítač o pět nebo deset let dřív než ostatní, získáte velkou moc.