Kwantuminternet

Het kwantuminternet is een theoretisch systeem van onderling verbonden kwantumcomputers dat kwantumsignalen gebruikt om informatie te verzenden in plaats van radiogolven. Als het wordt geïmplementeerd, is het quantuminternet bedoeld om uiteindelijk het huidige systeem van onderling verbonden computers aan te vullen die informatie uitwisselen via klassieke computermiddelen, zoals via standaardcommunicatieprotocollen die netwerken fysiek over de geografische ruimte verbinden.

Hoewel het quantuminternet zich nog in de ontwikkelingsfase bevindt, zou het grote implicaties kunnen hebben op een breed scala van gebieden. Het quantum-internet zou waarschijnlijk een gespecialiseerde tak van het klassieke internet worden, waardoor het een oplossing zou bieden voor zeer gespecialiseerde toepassingen. Wetenschappers zouden op afstand verbinding kunnen maken met geavanceerde kwantumcomputers of machines binnen een laboratorium met elkaar kunnen verbinden om kwantumfysica-experimenten te simuleren. Overheidsinstellingen zouden quantum internet technologie kunnen gebruiken om meer strategische verkiezingsprocessen te bevorderen, waarbij kiezers combinaties zouden kunnen superponeren. Het kwantuminternet zou ook superieur zijn in het veilig verzenden van informatie via kwantumencryptie of cryptografie.

Kernmerken van de kwantumtheorie toegepast op het kwantuminternet

Het voorgestelde kwantuminternet is gebaseerd op kwantumcomputing, een vorm van computerverwerking die is gebaseerd op de belangrijkste leerstellingen van de kwantumtheorie.

  • Quantum computing- Quantum computing is een levensvatbare technologie met diverse toepassingen in de echte wereld, die wordt gebruikt door verschillende academische en particuliere organisaties, zoals IBM Q Experience en MIT. Het gaat om het delen van informatie op atomair en subatomair niveau via kwantumkanalen. Vergeleken met klassieke computers kan informatie oneindig veel sneller en met veel minder beperkingen worden uitgewisseld. Het is ook veel veiliger dan klassieke computers.
  • Qubits- Een quantum-internet zou computers in staat stellen quantum-informatie te delen tussen quantumcomputers, ook wel qubits genoemd. Een qubit kan niet worden geïnterpreteerd met standaard hardware en kan niet worden gekopieerd of vernietigd. Het dient een soortgelijk doel in quantumcomputing als een binair karakter in traditionele computers. Het aantal qubits in een bepaald kwantumsysteem bepaalt ook de verwerkingskracht ervan. Een quantumcomputer kan bijvoorbeeld een verwerkingskracht van 5 qubits hebben.
  • Superpositie- Er is geen manier om qubits uit te zenden. In plaats daarvan moet quantuminformatie worden gedeeld via twee quantumprocessen, quantumsuperpositie en quantumverstrengeling. Superpositie is een uniek verschijnsel waarbij een kwantumsysteem vele toestanden tegelijk kan aannemen. Bij traditionele computerverwerking kan een computer zich slechts in één toestand tegelijk bevinden. Voor deeltjes in het geval van quantumcomputing kan dit betekenen dat een deeltje zich in zekere zin splitst en dubbel maar identiek wordt, of effectief op twee plaatsen tegelijk bestaat.
  • Verbinding- Verstrikking is een verschijnsel in de quantumtheorie waarbij twee materie- of energiedeeltjes met elkaar verbonden zijn en zich op dezelfde manier gedragen, zelfs wanneer zij door een grote afstand van elkaar gescheiden zijn. Dit proces is een noodzakelijk onderdeel van de teleportatietheorie en andere geavanceerde technologieën. Doordat informatie die door kwantumverstrengeling wordt gedeeld geen fysieke afstand tussen de deeltjes hoeft af te leggen, heeft dit ongelooflijke implicaties voor computers, omdat veranderingen die aan de ene worden aangebracht onmiddellijk op een andere kunnen worden toegepast, waardoor verwerkingskracht of zelfs snelheid overbodig wordt. Dit zou theoretisch ook de verdwijning kunnen betekenen van onvriendelijke interceptie van informatie, waardoor mogelijkheden ontstaan voor veilige cryptografie.
  • Kwantum-infrastructuur- Om informatie vast te kunnen houden, moeten kwantumcomputers bij extreem lage temperaturen worden bewaard. In sommige gevallen worden qubits opgeslagen in supergeleidende draad die in een koelkast wordt gehouden met temperaturen zo laag als het absolute nulpunt, of de laagst meetbare temperatuur.