Na Slovensku začína doba kvantová

V modernej spoločnosti je zabezpečenie informačnej a komunikačnej bezpečnosti jednou z kľúčových úloh pre plynulý chod štátu.

Krajina je iba vtedy bezpečná, ak je schopná efektívne ochraňovať informácie na úrovni štátnych inštitúcií a jej bezpečnostných zložiek, zdravotníckeho systému, finančných inštitúcií, leteckého riadenia, výroby a distribúcie energií či dopravného systému a logistiky.

Na Slovensku v januári odštartoval európsky projekt Slovenská kvantová komunikačná infraštruktúra (skQCI). Jeho hlavným cieľom je vybudovanie kvantovej komunikačnej infraštruktúry, ktorá prepojí 12 slovenských akademických inštitúcií od Bratislavy po Košice. Okrem toho vytvorí predpoklady pre prepojenie s okolitými krajinami, prípadne pre kvantový prenos šifrovacích kľúčov pomocou satelitov. Hlavným koordinátorom projektu je Fyzikálny ústav SAV, v. v. i. (FÚ SAV, v. v. i.), ktorý v najbližších troch rokoch plánuje vybudovať južnú a severnú vetvu slovenskej kvantovej komunikačnej vrstvy.

Doteraz bola informačná bezpečnosť garantovaná matematickou zložitosťou samotného šifrovania a bezpečným prenosom šifrovacích kľúčov. S nástupom kvantových počítačov, ktorých výkon bude umožňovať prelomenie šifrovacích kľúčov, je potrebné nachádzať nové spôsoby prenosu informácie, ktoré sú odolné kybernetickým útokom. Riešením takéhoto problému je prenos šifrovacích kľúčov pomocou kvantových technológií.

„Tieto technológie sú založené na využití zákonov kvantovej fyziky a vlastností fyzikálnych systémov, ako je napríklad kvantové previazanie, ktoré nachádza uplatnenie pri konštrukcii kvantových počítačov, a tiež pri bezpečnom prenose šifrovacích kľúčov,“ vysvetľuje prof. Vladimír Bužek, zakladateľ Centra pre výskum kvantovej informácie FÚ SAV, v. v. i.

Ku kvantovému prenosu kľúčov je potrebná veľmi špecifická kvantová komunikačná infraštruktúra, k vybudovaniu ktorej sa podujali členské štáty EÚ v rámci iniciatívy EuroQCI. Slovensko sa rozhodlo k tejto iniciatíve pripojiť vybudovaním svojej kvantovej komunikačnej infraštruktúry. Pri jej budovaní budú využité dlhoročné skúsenosti z výskumu kvantovej informácie na Slovensku, nedávneho kvantového prenosu šifrovacích kľúčov medzi Viedňou a Bratislavou (finančne podporená Ministerstvom školstva, vedy, výskumu a športu SR), ako i spolupráca s mnohými európskymi výskumnými inštitúciami.

Finančné prostriedky na samotný projekt skQCI získalo Slovensko z programu Digitálna Európa, ktorý spustila Európska komisia koncom roka 2021. Cieľom projektu je vybudovanie časti nosnej slovenskej kvantovej komunikačnej vrstvy budúceho európskeho kvantového internetu.

„Tento projekt je súčasťou inovatívnej časti plánu obnovy pod patronátom Ministerstva investícií, regionálneho rozvoja a informatizácie SR, ktoré kvantové infraštruktúry spolufinancuje v rámci Plánu obnovy a odolnosti,“ zdôrazňuje dočasne poverená ministerka investícií, regionálneho rozvoja a informatizácie SR Veronika Remišová.

Unikátnosťou navrhnutého prístupu je i vytvorenie vlastnej experimentálno-technologickej expertízy v oblasti kvantových technológií v priamom zapojení slovenských vedeckých tímov, študentov a inovatívnych firiem.

„Úspech projektu skQCI je významný najmä z hľadiska príspevku špičkových slovenských vedcov k IT bezpečnosti v regionálnom, ale aj globálnom kontexte. Zo strany Ministerstva školstva, vedy, výskumu a športu Slovenskej republiky pozitívne vnímame skutočnosť, že projekt zároveň prináša príležitosť pre vzdelávanie a rozvoj zručností vysokokvalifikovaných odborníkov v oblasti kvantových technológií na svetovej úrovni,“ hovorí štátny tajomník pre vedu, výskum a vysoké školstvo Michal Fedák.

Primárnym využitím slovenskej kvantovej komunikačnej vrstvy je principiálne neprelomiteľné zabezpečenie dát a komunikácie.

„Okrem tejto bezpečnosti je pridanou hodnotou nášho riešenia aj samotné vytvorenie experimentálnej kvantovej komunikačnej siete, ktorá umožní aj spojenie kvantových počítačov cez teleportačné komunikačné kanály. Projekt skQCI vďaka podpore z programu DIGITAL a z Plánu obnovy a odolnosti spojil unikátnu expertízu tímov z Fakulty matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského v Bratislave, Elektrotechnického ústavu SAV, v. v. i., Ústavu experimentálnej fyziky SAV, v. v. i. a Medzinárodného laserového centra (CVTI SR), s cieľom vytvoriť prototyp vysoko-účinného detektora fotónov, ktorý bude testovaný vo vytvorenej komunikačnej infraštruktúre so širokým spektrom využitia, prakticky v každej oblasti kvantových technológií,“ uvádza riaditeľ FÚ SAV, v. v. i. Mário Ziman.

Foto: (Martin Bystriansky)

---

Spracovala: Katarína Gáliková, Slovenská akadémia vied.