SiQUID, Slovenian Quantum Communication Infrastructure Demonstration.

 

Trajanje: Januar 2023 – Junij 2026
 

Zaupnost podatkov, ki jih prenašamo prek javnega omrežja, temelji na šifriranju, s katerim ti podatki postanejo nerazločljivi od naključno generiranih podatkov. Za šifriranje potrebujemo tudi ključ, ki mora biti tajen med nami in dopisovalcem in ki ga niti v zelo velikem številu poskusov ni mogoče uganiti. Zagotavljanje tajnosti ključa je ena izmed najbolj ranljivih točk, saj se moramo z dopisovalcem dogovoriti o ključu na tak način, da ga pri tem ne razkrijemo tretji osebi.

Klasični mehanizmi za tak dogovor zagotavljajo, da je čas za izračun tajnega ključa na klasičnih računalnikih predolg za praktično uporabo, če pri tem poznamo zgolj podatke, ki se ob dogovarjanju pošiljajo prek omrežja. Ko bodo zgrajeni, bodo dovolj zmogljivi kvantni računalniki to lastnost izničili.

S projektom SiQUID bomo omogočili izmenjavo ključev s pomočjo kvantno prepletenih fotonov, ki zagotavlja tajnost izmenjanih ključev tudi ob razpoložljivosti kvantnih računalnikov. V tem primeru se pari prepletenih fotonov generirajo na viru, kjer vsaka stran prejme po en foton iz para in izmeri njegovo kvantno stanje (npr. polarizacijo), kar naposled določi tudi bit informacije za določitev tajnega ključa. Zakoni kvantne mehanike narekujejo, da kvantno stanje prepletenih fotonov ni poznano na viru, temveč je določeno šele v času meritve fotona, v tem trenutku pa bo prepleten foton pridobil povezano kvantno stanje. To zagotavlja tajnost ključev tako pred virom kot tudi pred morebitnimi prisluškovalci, ki bi poskušali zajemati prepletene fotone na njihovi poti.

V okviru projekta SiQUID bomo postavili testno omrežje za kvantno izmenjavo ključev, ki bo služilo tudi za nadaljnji razvoj naprednih protokolov kvantne komunikacije. Pri tem stremimo k inženirski in akademski odličnosti ter sodelovanju med raziskovalnimi organizacijami in industrijskimi partnerji pri čemer  nekatere ključne komponente opreme (npr. detektorji fotonov) načrtujemo in izdelujemo sami. Ohranjamo tesen stik s pobudami za kvantno komunikacijsko infrastrukturo (QCI) v sosednjih državah, da bi olajšali usklajevanje nacionalnih prizadevanj in omogočili prihodnje čezmejne povezave ter izvajanje vesoljskega segmenta EuroQCI.