Komunikacja w dobie technologii kwantowych

Anna Beata Kalisz Hadegaard założyła swoją firmę, Quantum Security Defence (QSECDEF), zaledwie półtora roku temu. Teraz organizacja skupia 40 firm pracujących nad technologiami kwantowymi, jej profil na LinkedIn śledzi przeszło 27 tysięcy obserwujących, a sama Anna stała się znaną orędowniczką tej technologii. QSECDEF tworzy ogromny ekosystem związany z technologiami kwantowymi, które właśnie wchodzą do realnego zastosowania. Firma oferuje edukację i doradztwo na całym świecie.

- Jeśli mówimy o stopniu rozwoju technologii kwantowych, to trzeba rozróżnić przynajmniej jej cztery nurty. Pierwszą są niewątpliwie technologie software’owe rozwijane dla celów kryptografii, których zadaniem jest ochrona przed komputerami kwantowymi, czyli tak zwana kryptografia post-quantum. Z punktu widzenia samej fizyki, technologie te nie mają w sobie aspektu kwantowego, jednak są wystarczająco skomplikowane, aby stanowić poważne wyzwanie dla komputera kwantowego.

Kolejnymi nurtami są komputery kwantowe, sensory kwantowe oraz hardware do komunikacji kwantowej. Każda z tych dziedzin znajduje się na różnym etapie rozwoju. Jak już wspomniano, najbardziej rozwinięta jest software’owa technologia kryptografii post-quantum. Jest ona już na tyle zaawansowana, że w wielu krajach na swiecie istnieją już ścisłe zalecenia ze strony administracji dotyczące jej wdrażania. Z kolei komputery kwantowe znajdują się jeszcze na bardzo wczesnym etapie rozwoju, choć trzeba przyznać, że niektóre z nich są już stosowane w badaniach naukowych, dostarczając bardzo pożytecznych wyników w analizach dotyczących przykładowo nowych materiałów. Bardzo zaawansowane są też sensory kwantowe, choć te z różnych powodów do tej pory nie cieszyły się dużym zainteresowaniem. Obecnie zmienia się nastawienie do nich, ponieważ na polu nawigacji mogą stanowić alternatywę wobec systemów obsługiwanych przez satelity, trzeba też wspomnieć o ich rosnącej popularności w medycynie.

Osobną dziedziną jest komunikacja kwantowa, w skład której wchodzą rozwiązania do kryptografii takie jak urządzenia dystrybucji klucza kwantowego. Jednak najciekawsze aplikacje w dziedzinie komunikacji, takie jak źródła splątania kwantowego, czekają jeszcze na swój moment i kiedy nadejdą, otworzą drogę do całych systemów sieci komunikacji kwantowej.

W powszechnym mniemaniu technologie kwantowe w pierwszym etapie wpłyną na systemy bezpiecznej łączności. Co się stanie z dotychczas funkcjonującymi systemami łączności?

- W naszej branży panuje pełen konsensus, że technologie kwantowe będą wdrażane etapami i w różnym zakresie. Nie można się łudzić, że w miejscach, w których fizyczną warstwę sieci stanowią kable miedziowe - a na przykład w Niemczech właśnie tak jest - da się nagle wszystko zamienić na światłowód typu dark fiber do przesyłu pojedynczych fotonów pod potrzeby Kwantowej Dystrybucji Klucza (QKD). Z finansowego punktu widzenia jest to nierealistyczne. Więc tak jak w przypadku wielu innych technologii, będziemy najpierw znajdywać te aplikacje, w których technologie kwantowe mogą odegrać najistotniejszą rolę i w których infrastruktura jest już obecnie wystarczająco dobra.

Ta technologia nie przejmie świata w jeden dzień i istnieje cały szereg zmiennych, które należy rozważyć. Czy sieci są odizolowane od Internetu, czy wręcz przeciwnie? Czy w przypadku międzynarodowych korporacji, w każdym kraju proces wdrażania technologii kwantowych jest uregulowany na bazie tych samych protokołów i standardów? I w końcu, co z naszymi klientami czy partnerami? Czy oni też są gotowi na nowy sposób przekazania danych? Z tych pytań wynika jedno ważne stwierdzenie: migracja do technologii kwantowych będzie musiała być orkiestrowana razem z otoczeniem.

Jeszcze długo będą miejsca, w których stare systemy komunikacyjne będą dalej funkcjonowały i wdrożenie technologii kwantowych będzie wymagało bardzo dużych nakładów pracy inżynierskiej. Będzie odbywało się to etapami, często w układach hybrydowych. W pierwszych krokach trzeba będzie zdecydować, gdzie znajdują się najważniejsze i najtrudniejsze do obrony dane i gdzie faktycznie trzeba wdrożyć tę technologię pilnie. Będą to najpierw rozwiązania software’owe kryptografii post-quantum na poziomie sieci telekomunikacyjnych, ale również poszczególnych urzędów, firm itd. W kolejnym kroku trzeba będzie sprawdzić, czy to wszystko razem dobrze funkcjonuje wewnętrznie i zewnętrznie (na poziomie firmy, poziomie krajowym i międzynarodowym). Np. Firmy bądą musiały znaleźć odpowiedź na pytanie, co ze wszystkimi partnerami, z którymi robię biznes? No bo jeżeli oni się nie przestawią na protokoły PQC w tym samym momencie, to jak się z nimi komunikować bezpiecznie? Myślę, że cała trudność we wdrożeniu technologii kwantowych polega właśnie na zrobieniu tego umiejętnie. Technologia jest już właściwie gotowa, ale teraz musimy się nauczyć jak ją wdrożyć i jak to zrobić bezpiecznie i bez zawieszania pracy systemów.

Czy myśli Pani, że wojsko będzie jednym z pierwszych użytkowników technologii kwantowej?

- Historycznie rzecz ujmując, wojsko często było miejscem, w którym wdrażano innowacyjne technologie. Często technologie są rozwijane specjalnie dla wojska i dopiero po latach stają się tańsze i wchodzą na rynek komercyjny. Jednak z drugiej strony, wojsko nie może sobie pozwolić na wdrażanie technologii niesprawdzonych, w których coś może nie zadziałać. Wydaje mi się więc, że wojsko będzie na pewno miejscem, które będzie miało różne warstwy rozwiązań. Oznacza to, że żołnierze będą mieli dostęp zarówno do komunikacji kwantowej, kryptografii post-quantum, lecz również równolegle do rozwiązań klasycznych.

Ważnym aspektem jest też to, że w wojsku w niektórych sytuacjach nie używa się standardów, co ułatwia wdrażanie innowacji. Wręcz odwrotnie, w militariach używa się niestandardowych rozwiązań po to, aby nikt nie wiedział z jakich środków komunikacji korzystasz.

Ma Pani szerokie, ogólnoświatowe spojrzenie - jak na tle innych krajów wypada Polska na polu technologii kwantowych?

- Analizując pozycję Polski w sektorze technologii kwantowych, należy podkreślić, że w skali europejskiej radzimy sobie bardzo dobrze, choć nasza siła rozłożona jest nierównomiernie. Dysponujemy światowej klasy fundamentami badawczymi. Polskie ośrodki, takie jak Międzynarodowe Centrum Teorii Technologii Kwantowych (ICTQT) w Gdańsku czy Centrum Optycznych Technologii Kwantowych (QOT) w Warszawie, od lat wyznaczają standardy w teorii informacji kwantowej. Nasze instytucje akademickie bardzo wcześnie zintegrowały się z europejskimi programami, takimi jak Quantum Flagship, co pozwoliło nam współtworzyć kluczowe technologie na poziomie unijnym.

Polska odgrywa również istotną rolę w inicjatywie EuroQCI, której celem jest budowa bezpiecznej Europejskiej Sieci Komunikacji Kwantowej. Dzięki aktywności takich ośrodków jak Poznańskie Centrum Superkomputerowo-Sieciowe (PCSS), aktywnie wdrażamy infrastrukturę kwantowej dystrybucji klucza (QKD), co jest fundamentem przyszłego bezpiecznego internetu kwantowego. W Poznaniu funkcjonuje znacząca platforma testowa QKD, oparta na infrastrukturze sieciowej POZMAN oraz PIONIER (Polskiej Naukowej i Akademickiej Sieci Komputerowej). System ten, zintegrowany z powstającą polską infrastrukturą komunikacji kwantowej (QCI), obsługuje dalekosiężne łącza QKD, w tym 380-kilometrowy odcinek łączący Poznań i Warszawę z wykorzystaniem dedykowanych tzw. ciemnych światłowodów (dark fibers) oraz zaufanych węzłów.

Musimy jednak zachować realizm. O ile Polska jest silnym graczem w Europie, o tyle cała Europa mierzy się z ogromną konkurencją globalną. W obszarze komunikacji kwantowej światowym liderem pozostają Chiny, które dzięki misji satelitarnej Micius oraz rozległej infrastrukturze naziemnej wyprzedzają resztę świata w praktycznym wdrażaniu tych rozwiązań. Z kolei w dziedzinie hardware’u komputerów kwantowych prym wiodą Stany Zjednoczone, napędzane gigantycznymi inwestycjami firm takich jak Google, IBM czy Rigetti.

Mimo to, patrzę w przyszłość z dużym optymizmem. Rozwój komputerów kwantowych wciąż znajduje się na etapie kształtowania się standardów, co otwiera przed Polską ogromne możliwości biznesowe. Naszą największą szansą nie jest budowa całego komputera od zera, lecz specjalizacja w technologiach wspomagających (hardware-adjacent). Mamy ogromny potencjał w produkcji zaawansowanej elektroniki sterującej czy komponentów optycznych.

Kluczem do sukcesu będzie odejście od czysto akademickiego podejścia na rzecz strategii biznesowej: musimy zidentyfikować niszowe ogniwa w globalnym łańcuchu dostaw i wykorzystać nasze świetne pomysły inżynieryjne do tworzenia komercyjnych produktów, które zasilą kwantową rewolucję na całym świecie.

Zapraszamy na nasze nowe wydarzenie, Hardware Forum 2026, 14-15 maja 2026. Zapisz się już dziś i skorzystaj z oferty early bird: