Kvantum-kulcsszétosztáson alapuló kommunikáció megvalósítása az ELTE Informatikai Karán
A kvantummechanika – az elektronok, atomok, és más kis méretű részecskék viselkedését leíró fizikai elmélet – eredményeinek informatikai hasznosítása néhány évtizede merült fel. Ezen az új tudományterületen, a kvantuminformatikában a magyar kutatók kezdetektől jelentős eredményeket értek el. Mára a kvantumalapú kommunikációs és számítási technológiák fejlettsége elérte azt a szintet, hogy megjelenhetnek az első gyakorlati alkalmazások, különösen a titkosítás és a nehéz számítási feladatok megoldásának a területén.
A titkosított kommunikáció mindennapi életünk részévé vált: ha mobiltelefonozunk vagy az Internetet használjuk, eszközeink rejtjelezéssel biztosítják, hogy illetéktelenek ne férhessenek hozzá az adatokhoz. A jelenleg elterjedt titkosítási technológiák biztonsága matematikai sejtésekre épül. Ez a vélt biztonság az új (pl. kvantum-) számítási technológiák esetleges elterjedésével kérdésessé válhat. A kvantumtitkosítás biztonságát viszont a fizikai törvények garantálják: a lehallgatáshoz a kvantummechanika törvényeit kellene megsérteni.
Magyarország is csatlakozott az Európai Unió által 2019-ben indított EuroQCI kezdeményezéshez, melynek célja, hogy az európai országok létrehozzák az első, kvantumos titkosításra épülő távközlési csatornákat. Az ehhez kapcsolódó pályázaton nyertes QCIHungary konzorcium célja a nemzeti kvantumkommunikációs infrastruktúra kiépítése. A konzorcium tagjai: a Kormányzati Informatikai Fejlesztési Ügynökség, a Wigner Fizikai Kutatóközpont, az Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE) Informatikai Kara, a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) Villamosmérnöki és Informatikai Kara, valamint a Magyar Telekom és a Vodafone mint partnerek.
Az ELTE Informatikai Karán az ID Quantique svájci cég által gyártott ún. optikai kvantum-kulcsszétosztást megvalósító, kereskedelmi forgalomban kapható eszközt tesztelhették és próbálhatták ki a kar kutatói. A kvantum-kulcsszétosztás az ilyen típusú titkosított kommunikáció fő lépése. Az összeköttetés az egyetem Lágymányosi és Trefort-kerti kampusza között, hagyományos távközlési hálózaton valósult meg, kb. 5 km hosszú üvegszálon. A rendszer működését július 26-án demonstrálták az ELTE kutatói, Csák János kulturális és innovációs miniszter jelenlétében. A bemutató során egyirányú, kvantumosan titkosított videókapcsolatot hoztak létre. Az elnyert európai projekt keretében hasonló, erősen titkosított adatkapcsolatok fognak létrejönni Budapest és több magyar nagyváros között, valamint két, érzékeny adatokat kezelő budapesti adatközpont éles üzemben fog kvantumtitkosítással kommunikálni. Ennek megvalósítását az elvégzett tesztelés során szerzett tapasztalatok nagyban segítik majd.
A kvantumtitkosítás mellett a kvantuminformatika több területén folyik jelentős kutatás-fejlesztés Magyarországon. Ezeket a Kvantuminformatika Nemzeti Laboratórium fogja össze, melynek keretében a Wigner FK, az ELTE és a BME munkatársai kvantumszámítógépek szimulációjával és az ilyen eszközök különféle alkalmazásaival, pl. nehéz, szuperszámítógéppel is kezelhetetlen tervezési, optimalizálási feladatok megoldásával, vagy a mesterséges intelligencia kvantumalgoritmusokban való felhasználásával is foglalkoznak.
