China heeft alle grenzen van kwantumcommunicatie doorbroken met een systeem dat in staat is om 2,38 kilobits per seconde over 105 kilometer te verzenden. De doorbraak, ontwikkeld door onderzoekers van de Tsinghua Universiteit, verpulvert het vorige record van slechts 0,5 bits per seconde en vermenigvuldigt het met 4.760, een getal dat duidelijk maakt wie er voor ligt in de technologierace.
Chinese wetenschappers presenteerden deze resultaten, zoals gerapporteerd in Interesting Engineering, na het implementeren van een unidirectioneel protocol dat de transmissieverliezen drastisch vermindert. De sleutel is het verzenden van fotonen in slechts één richting, waardoor de bidirectionele uitwisseling die tot nu toe de efficiëntie enorm beperkte, wordt vermeden. Een ogenschijnlijk eenvoudige verandering, maar met spectaculaire resultaten.
Kwantumspionage is mission impossible (en dan hebben we het niet over de film).
Het revolutionaire aan het systeem is niet alleen de snelheid. De QSDC-techniek (Quantum Secure Direct Communication) codeert gegevens rechtstreeks in kwantumtoestanden van fotonen, zonder de noodzaak om aparte encryptiesleutels te genereren zoals huidige systemen doen. Dit maakt elke poging tot spionage direct detecteerbaar.
“Als iemand probeert de communicatie te onderscheppen, veranderen ze onvermijdelijk de kwantumtoestanden en we detecteren het onmiddellijk,” legt professor Long Guilu, hoofd van het onderzoek, uit. Dit is geen marketingbelofte of technische hype: het is pure kwantumfysica toegepast op gegevensbeveiliging.
Om deze mijlpaal te bereiken moest het team drie schijnbaar onmogelijke problemen oplossen: “maskers” maken die kwantumtoestanden afschermen van omgevingsruis, een systeem ontwerpen dat elke seconde een miljoen fotonen kan verwerken en zender en ontvanger perfect gesynchroniseerd houden met aanpassingen elke 100 nanoseconden.
Het meest indrukwekkend is dat het systeem zeven dagen achter elkaar werkte zonder één enkele storing. Terwijl sommige westerse techgiganten doorbraken aankondigen die alleen in PowerPoints bestaan, tonen Chinese onderzoekers met feiten aan dat hun technologie al onder echte omstandigheden werkt.
Deze prestatie komt slechts een paar maanden nadat China zijn 504-qubit Tianyan kwantumprocessor onthulde, uitgerust met de supergeleidende Xiaohong chip. Het lijkt erop dat China’s strategie duidelijk is: het beheersen van zowel kwantumverwerking als -transmissie, de twee fundamentele pijlers van de volgende technologische revolutie. Ondertussen hebben Telefonica en IBM in het Westen een alliantie gesloten om “kwantumveilige” systemen te ontwikkelen, een verdedigingsmaatregel tegen de Chinese opmars.
2,38 kbps klinkt misschien als het internet van de jaren 90 (vergeleken met onze huidige gigabits), maar we moeten wel beseffen dat we het hebben over kwantumtransmissie over 105 kilometer standaardvezel. Om het in perspectief te plaatsen: het is alsof je de eerste mobiele telefoon vergelijkt met de smartphone van vandaag. Het belang ligt niet in de rauwe snelheid, maar in het feit dat we hebben aangetoond dat de technologie op praktische schaal werkt.
De toepassingen van deze technologie zijndirect in sectoren waar veiligheid cruciaal is: banksystemen, energie-infrastructuren, militaire en overheidscommunicatie. Alle gegevens die het zich niet kunnen veroorloven om te worden onderschept, vinden in deze technologie hun volgende beschermingslaag.
Het volgende doel van de Chinese onderzoekers staat al vast: dezelfde technologie toepassen op satellietcommunicatie, waar ze al testen op afstanden van meer dan 1000 kilometer. Als ze daarin slagen, is de cirkel voor China rond naar een vrijwel onschendbaar wereldwijd kwantumcommunicatienetwerk.
Terwijl Europa debatteert over regelgeving en de VS investeert in startups die toekomstige doorbraken beloven, levert China gewoon. En dit record laat zien dat de technologische kloof, in plaats van kleiner te worden, steeds groter wordt.
