Znate li što je to kvantni internet? Uskoro ćemo se s njime susresti, a Hrvatska je prilično napredna po tom pitanju

30 godina interneta u Hrvatskoj

Internet je više nego ijedan medij prije približio znanje svakom čovjeku. U Hrvatsku je internet došao prije 30 godina i njegov je utjecaj vrlo širok. Promijenio je čak i akademsku i znanstvenu zajednicu, a ne samo gospodarstvo i javni sektor.

Jutarnji list u suradnji s CARNET-om, Srcem i Središnjim državnim uredom za razvoj digitalnog društva radi specijal posvećen obljetnici aktiviranja interneta u Hrvatskoj.

Kroz specijal istaknut ćemo i proučiti neke od ključnih vještina za digitalnu transformaciju. U njenom je središtu čovjek, a za njegov napredak nužno je obrazovanje. Stoga ćemo se pozabaviti primjerima utjecaja interneta na obrazovanje, online obrazovanje, e-učenje, virtualno učenje, mogućnosti samostalnog obrazovanja i usavršavanja. Posebnu pažnju posvetit ćemo i sve važnijem pitanju, ICT sigurnosti.

Ako se pitate koliki je put prevaljen u tih 30 godina, odgovor je iznimno velik. Za primjer možemo uzeti godinu 1993. kada je u Hrvatskoj tek krenulo izdavanje ".HR" domena. Danas ih je više od 119 tisuća. Prije 30 godina pričali smo o newsgrupama, a danas govorimo o Redditu i Discordu. Nekad smo imali slobodan internet, a danas je sve više uvezan na blockchain. Na početku je najveći izazov bio kako koristiti Netscape, a danas kako spriječiti da se širi Dark web. Na internet smo se prije trideset godina spajali preko dial-upa, a danas sve više je prisutna optika. Internet je u tom smislu izmijenio dobar dio naših života.

Što je to kvantni internet?

Klasična komunikacija je tehnologija prijenosa informacije, najčešće u obliku binarnih brojeva (nula i jedinica) putem nekog medija: bakrenih žica, optičkih vlakana ili radio valova (bežično). Ona je osnova za funkcioniranje interneta, mobitela, televizije, radija itd.

S druge strane, u kvantnoj komunikaciji nositelji kvantne informacije su npr. fotoni, a informacija je sadržana u njihovim kvantnim stanjima. Ono što je npr. bit (binarni broj) u klasičnoj komunikaciji, to je kvantno stanje u kvantnoj komunikaciji. Foton može biti u beskonačno mnogo kvantnih stanja, a kvantna se svojstva prije otkrića kvantne komunikacije nisu koristila u telekomunikacijama.

Prednost kvantnog načina prijenosa informacije jest u tome da ju je nemoguće neopaženo presresti, prisluškivati ili neovlašteno kopirati, odnosno da je sigurna od kibernetičkih napada.

Budući da svjedočimo tome da je u posljednjem desetljeću došlo do velikog globalnog povećanja intenziteta kibernetičkih napada na informatičku infrastrukturu, a čije su žrtve i industrija i državne institucije te građani, sigurnost komunikacija postala je prvorazredno strateško pitanje u cijelom svijetu.

Dodatna prijetnja sigurnoj komunikaciji su kvantna računala čijem brzom razvoju svjedočimo, a koja mogu probiti klasičnu kriptografsku zaštitu, ali ne mogu probiti kvantnu.

Stoga je Europska Unija odlučila započeti gradnju mreže kvantne komunikacije koju nazivamo i „kvantni internet”.

Dio kvantne komunikacije obavljat će se putem već postojeće svjetlovodne infrastrukture, a predviđa se i njezino proširenje putem nove mreže satelita koja će omogućiti premošćenje velikih udaljenosti. Važno je spomenuti da se ovdje ne radi o zamjeni postojeće klasične komunikacije i kriptografske zaštite, jer su obje osnova i za kvantnu komunikaciju, već je riječ o njihovoj visokotehnološkoj nadgradnji zasnovanoj na kvantnim tehnologijama.

Dr. sc. Mario Stipčević, znanstveni savjetnik na Institutu Ruđer Bošković

Privatna Arhiva/

Gdje je tu Hrvatska?

Premda je manje poznato, Hrvatska je zapravo prilično napredna u kvantnoj komunikaciji. Još 2009. godine na Institutu Ruđer Bošković u Zagrebu (IRB) sastavljen je prvi hrvatski optički postav za precizno generiranje parova fotona, zasnovan na efektu tzv. „kvantnog sprezanja”. Daljnja istraživanja u tom pravcu dovela su do priznanja IRB-ovog patenta vezanog za detektore pojedinačnih fotona, ključnih za kvantnu komunikaciju.

Godine 2014. na IRB-u počinje djelovati Znanstveni centar izvrsnosti CEMS u okviru kojeg vodim odjel za Fotoniku i kvantnu optiku koji se primarno bavi kvantnom komunikacijom. CEMS putem Ministarstva znanosti i obrazovanja 2018. godine dobiva strukturni projekt iz europskog kohezijskog fonda (Ug. MZO KK.01.1.1.01.0001).

Ubrzo nakon toga, u suradnji s bečkim institutom IQOQI Austrijske akademije znanosti, dr. sc. Martin Lončarić, doktorand Matej Peranić i drugi članovi IRB-ove grupe CEMS-FKO, izgrađuju visoko sofisticirani uređaj za dobivanje kvantno spregnutih parova fotona. Zahvaljujući dostignućima na ovom polju, 2019. godine IRB potpisuje bilateralne ugovore o znanstvenoj suradnji s Institutom IQOQI i Sveučilištem u Bristolu iz Ujedinjenog Kraljevstva. Iduće godine te tri institucije zajednički realiziraju kvantni internet rekordne veličine, s osam istovremenih korisnika, uz „recepturu” za daljnje povećanje broja korisnika.

Treba naglasiti da to predstavlja paradigmatski pomak, budući da se u tisućama do tada objavljenih znanstvenih radova smatralo da kvantna kriptografija može sigurno povezivati samo dvije komunikacijske točke.

Napokon, u kolovozu 2021. s partnerima iz Italije i Slovenije, IRB predvodi hrvatski tim koji je prvi puta u povijesti ostvario kvantnu komunikaciju između tri zemlje, i to na međusobnim udaljenostima od preko 100 km.

Što se u RH radi po pitanju upostave kvantnog interneta i koje su ustanove uključene?

Sredinom 2019. Europska Komisija pokreće proces izgradnje europske kvantne komunikacijske infrastrukture – EuroQCI. Grupa s IRB-a prepoznaje značaj te inicijative te se u prosincu 2019. godine Hrvatska priključuje Vijeću EuroQCI-a kao 11. zemlja od današnjih 27 članica, a dr. Lončarić biva imenovan hrvatskim predstavnikom u tom tijelu. Time se Hrvatska aktivno uključila u kreiranje opsega i ciljeva EuroQCI-a.

U razdoblju koje slijedi, okuplja se hrvatski konzorcij koji projektno predvode Hrvatska akademska i istraživačka mreža – CARNET i Institut Ruđer Bošković, a sastavljen je od niza vodećih institucija: Fakultet elektrotehnike i računarstva, Fakultet prometnih znanosti, Institut za fiziku, IRB, Odašiljači i veze d.o.o., Pomorski centar za elektroniku d.o.o., Sveučilišni računski centar Sveučilišta u Zagrebu (Srce) i Ured vijeća za nacionalnu sigurnost.

U srpnju 2022. Europska komisija konzorciju je odobrila projekt pod nazivom „Hrvatska kvantna komunikacijska infrastruktura – CroQCI”. Projekt bi trebao započeti u siječnju iduće godine, istodobno sa sličnim nacionalnim projektima širom Europe. Njime se predviđa izgraditi prvu hrvatsku eksperimentalnu kvantnu komunikacijsku infrastrukturu, koja će poslužiti kao kamen temeljac za sljedeću fazu, povezivanje CroQCI s EuroQCI putem zemaljskih i satelitskih komunikacijskih veza. To je velika prilika i za domaću IT i elektroničku industriju koje bi mogle na tržištu ponuditi svoja originalna rješenja.