Квантовый интернет — гипотетическая сеть будущего, позволяющая обмениваться информацией в среде, работающей на основе квантовой механики. Квантовые сети имеют много интересных особенностей, которые на практике сводятся к двум основным преимуществам.
Первое — принципиальная невзламываемость квантового шифрования. В отличие от классических ключей, устойчивость которых относительна (любой ключ может быть вскрыт при условии достаточного времени и приложенных вычислительных мощностей, просто обычно эти условия делают взлом нерациональным), квантовые ключи защищены законами физики. Хотя квантовые вычисления в самом начале пути, квантовое шифрование уже работает — первый такой банковский перевод был сделан еще в 2004 году.
Второе важное преимущество квантовых сетей — использование «квантовой запутанности». Два кубита могут быть синхронизированы («запутаны»), и их состояние будет моментально взаимно изменяться без поправок на дальность. Между ними вообще может не быть физической линии связи. Теоретически возможны квантовые сети моментального действия, работающие без физических задержек сигнала. Это поможет в синхронизации радиотелескопов (в помощь астрономам), для синхронизации атомных часов спутников геолокации и детекторов гравитационных волн (их чрезвычайно сложно засечь, так как гравитация — очень слабая сила). Самая же грандиозная перспектива квантовой связи — соединение квантовых компьютеров в один квантовый суперкомпьютер.
Основная проблема с квантовыми сетями сегодня — дефицит инфраструктуры, в т.ч, современных оптоволоконных кабелей. По прогнозам, это задержит распространение квантового интернета примерно на десятилетие, а массовое подключение пользователей займет еще пять-десять лет.
Уже сегодня существуют достижения в области квантовых сетей:
- Китай применил квантовое распределение ключей (QKD) на расстоянии 1200 км — лучший на сегодняшний день результат,
- в России начала работу первая линия квантовой связи протяженностью 700 км — это делает ее самой крупной в Европе. Строительство вели РЖД на базе собственных оптоволоконных сетей.
- ЕС учредил для разработки стратегии квантового интернета Quantum Internet Alliance и смог достичь «квантовой запутанности» на расстоянии 50 км,
- Минобороны США разработало запутывание 80-км «квантовой петли», которую в будущем масштабируют до 130-км,
- есть ряд малых квантовых сетей в Токио (Япония), Калгари (Канада) и Лос-Аламос (Нью-Мексико). У них всего по два или три узла, но некоторые из них достигают протяженности более 100 км.