Die „Quanteninternet“-Revolution kommt bald: Wie dieses „nicht hackbare“ Netzwerk funktioniert

Mit der Einführung des Integrated Quantum Networks (IQN) Hub im Vereinigten Königreich wurde ein bedeutender Schritt in Richtung eines sicheren und revolutionären Kommunikationsnetzwerks getan.

A major step towards a secure and revolutionary communication network has been taken with the launch of the Integrated Quantum Networks (IQN) Hub in the UK.

Mit der Einführung des Integrated Quantum Networks (IQN) Hub im Vereinigten Königreich wurde ein großer Schritt in Richtung eines sicheren und revolutionären Kommunikationsnetzwerks getan.

This groundbreaking research initiative will see scientists work to develop a "near-unhackable" quantum internet - a vast network that uses the principles of quantum mechanics to transmit information.

Im Rahmen dieser bahnbrechenden Forschungsinitiative werden Wissenschaftler daran arbeiten, ein „nahezu unhackbares“ Quanteninternet zu entwickeln – ein riesiges Netzwerk, das die Prinzipien der Quantenmechanik zur Übertragung von Informationen nutzt.

Heriot-Watt University has been chosen to lead the IQN Hub as part of the UK government's plan to invest £160 million in quantum technologies.

Die Heriot-Watt-Universität wurde im Rahmen des Plans der britischen Regierung, 160 Millionen Pfund in Quantentechnologien zu investieren, mit der Leitung des IQN-Hubs beauftragt.

This follows the recent announcement of four other quantum hubs, which will focus on areas such as quantum sensing and quantum biomedical technologies.

Dies folgt auf die kürzliche Ankündigung von vier weiteren Quantenzentren, die sich auf Bereiche wie Quantensensorik und quantenbiomedizinische Technologien konzentrieren werden.

Together, these hubs will form a network of expertise and innovation, helping to drive forward the development of quantum technologies in the UK.

Gemeinsam werden diese Hubs ein Netzwerk aus Fachwissen und Innovation bilden und dazu beitragen, die Entwicklung von Quantentechnologien im Vereinigten Königreich voranzutreiben.

Here's a closer look at how a quantum internet works and the potential benefits it could bring.

Hier ist ein genauerer Blick darauf, wie ein Quanteninternet funktioniert und welche potenziellen Vorteile es mit sich bringen könnte.

Understanding bits, qubits, and entanglement

Bits, Qubits und Verschränkung verstehen

Traditional internet uses bits, which can either be a 0 or a 1. Quantum networks, on the other hand, use qubits, which can exist as 0, 1, or both at once. Imagine a coin that is both heads and tails until you look at it - this is essentially what a qubit is like.

Das traditionelle Internet verwendet Bits, die entweder eine 0 oder eine 1 sein können. Quantennetzwerke hingegen verwenden Qubits, die als 0, 1 oder beide gleichzeitig existieren können. Stellen Sie sich eine Münze vor, die sowohl aus Kopf als auch aus Zahl besteht, bis Sie sie betrachten – so ist im Wesentlichen ein Qubit.

This unique state, known as superposition, allows for another key phenomenon in quantum mechanics called entanglement. Entangled qubits are linked together and share an outcome regardless of the distance between them.

Dieser einzigartige Zustand, bekannt als Superposition, ermöglicht ein weiteres Schlüsselphänomen der Quantenmechanik, die Verschränkung. Verschränkte Qubits sind miteinander verbunden und haben unabhängig von der Entfernung zwischen ihnen ein gemeinsames Ergebnis.

To illustrate entanglement, imagine two coins that are linked. If you flip one coin and it lands on heads, you will instantly know that the other coin is tails, without even looking at it. This instantaneous connection is what makes quantum networks virtually unhackable.

Um die Verschränkung zu veranschaulichen, stellen Sie sich zwei miteinander verbundene Münzen vor. Wenn Sie eine Münze werfen und sie auf „Kopf“ landet, wissen Sie sofort, dass die andere Münze „Zahl“ zeigt, ohne sie auch nur anzusehen. Diese sofortige Verbindung macht Quantennetzwerke praktisch unhackbar.

Quantum internet: A solution to cybercrime and more

Quanteninternet: Eine Lösung für Cyberkriminalität und mehr

In an era where cybercrime is estimated to cost the UK £27 billion annually, a quantum internet promises unprecedented levels of security.

In einer Zeit, in der Cyberkriminalität Großbritannien jährlich schätzungsweise 27 Milliarden Pfund kostet, verspricht ein Quanteninternet ein beispielloses Maß an Sicherheit.

By using qubits and entanglement, quantum networks can create a communication system that is theoretically impossible to intercept. Any attempt to measure or intercept a qubit would disrupt its state, alerting the sender and receiver of a potential breach.

Durch den Einsatz von Qubits und Verschränkung können Quantennetzwerke ein Kommunikationssystem schaffen, das theoretisch unmöglich abzufangen ist. Jeder Versuch, ein Qubit zu messen oder abzufangen, würde seinen Zustand stören und den Sender und Empfänger vor einem möglichen Verstoß warnen.

Imagine trying to eavesdrop on a conversation between two people who are using a quantum network to communicate. As soon as you try to listen in, the qubits would be disrupted and both parties would know that someone was trying to intercept their communication.

Stellen Sie sich vor, Sie versuchen, ein Gespräch zwischen zwei Menschen zu belauschen, die ein Quantennetzwerk zur Kommunikation nutzen. Sobald man versucht, mitzuhören, würden die Qubits gestört und beide Parteien wüssten, dass jemand versucht, ihre Kommunikation abzufangen.

This inherent security makes quantum networks a promising solution for protecting sensitive data and communications, which could have a major impact on sectors such as finance, government, and defense.

Diese inhärente Sicherheit macht Quantennetzwerke zu einer vielversprechenden Lösung zum Schutz sensibler Daten und Kommunikation, die erhebliche Auswirkungen auf Sektoren wie Finanzen, Regierung und Verteidigung haben könnte.

Beyond enhanced security, a quantum internet could also revolutionize fields such as healthcare, banking, and scientific research.

Über die erhöhte Sicherheit hinaus könnte ein Quanteninternet auch Bereiche wie das Gesundheitswesen, das Bankwesen und die wissenschaftliche Forschung revolutionieren.

For example, a quantum network could be used to connect medical devices in hospitals, enabling real-time monitoring of patients' vital signs and allowing doctors to respond quickly to any changes in their condition.

Beispielsweise könnte ein Quantennetzwerk zur Verbindung medizinischer Geräte in Krankenhäusern eingesetzt werden, was eine Echtzeitüberwachung der Vitalfunktionen von Patienten ermöglicht und es Ärzten ermöglicht, schnell auf Veränderungen ihres Zustands zu reagieren.

In the banking sector, a quantum network could be used to create a secure system for transferring funds and processing transactions, reducing the risk of fraud and cybercrime.

Im Bankensektor könnte ein Quantennetzwerk genutzt werden, um ein sicheres System für den Geldtransfer und die Abwicklung von Transaktionen zu schaffen und so das Risiko von Betrug und Cyberkriminalität zu verringern.

Scientists could also use a quantum network to share data and collaborate on research projects more efficiently, leading to faster and more groundbreaking discoveries.

Wissenschaftler könnten ein Quantennetzwerk auch nutzen, um Daten auszutauschen und effizienter an Forschungsprojekten zusammenzuarbeiten, was zu schnelleren und bahnbrechenderen Entdeckungen führen würde.

Quantum technology: A supercharged version of existing systems

Quantentechnologie: Eine aufgeladene Version bestehender Systeme

Professor Gerald Buller, who will lead the IQN Hub at Heriot-Watt, describes quantum technology as a "supercharged" version of today's technology.

Professor Gerald Buller, der den IQN Hub bei Heriot-Watt leiten wird, beschreibt die Quantentechnologie als eine „aufgeladene“ Version der heutigen Technologie.

"It allows us to solve problems and secure data in ways that are unimaginable with conventional technology. This could lead to breakthroughs in everything from pharmaceutical research to exciting new materials development," he said.

„Es ermöglicht uns, Probleme zu lösen und Daten auf eine Weise zu sichern, die mit herkömmlicher Technologie unvorstellbar wäre. Dies könnte zu Durchbrüchen in allen Bereichen führen, von der pharmazeutischen Forschung bis hin zur spannenden Entwicklung neuer Materialien“, sagte er.

The primary focus of the IQN Hub will be on creating large-scale quantum networks that are capable of distributing quantum entanglement over long distances.

Das Hauptaugenmerk des IQN Hub wird auf der Schaffung groß angelegter Quantennetzwerke liegen, die in der Lage sind, Quantenverschränkung über große Entfernungen zu verteilen.

This will involve developing new technologies for generating, manipulating, and detecting qubits, as well as protocols for establishing and maintaining quantum connections between different nodes in the network.

Dazu gehört die Entwicklung neuer Technologien zur Erzeugung, Manipulation und Erkennung von Qubits sowie von Protokollen zum Aufbau und zur Aufrechterhaltung von Quantenverbindungen zwischen verschiedenen Knoten im Netzwerk.

Heriot-Watt's significant role in quantum research hubs

Heriot-Watts bedeutende Rolle in Quantenforschungszentren

In addition to leading the IQN Hub, Heriot-Watt University is also playing a significant role in three of the four other newly announced quantum hubs.

Neben der Leitung des IQN-Hubs spielt die Heriot-Watt University auch eine wichtige Rolle in drei der vier anderen neu angekündigten Quanten-Hubs.

These hubs will focus on the following areas:

Diese Hubs werden sich auf die folgenden Bereiche konzentrieren:

Quantum-enabled position, navigation and timing (PNT) technologies, which could revolutionize sectors such as transport, logistics, and surveying.

Quantengestützte Positions-, Navigations- und Zeitmessungstechnologien (PNT), die Sektoren wie Transport, Logistik und Vermessung revolutionieren könnten.

Quantum biomedical sensing technologies, which aim to develop new quantum sensors for use in medical imaging, diagnostics, and therapeutics.

Quantenbiomedizinische Sensortechnologien, deren Ziel die Entwicklung neuer Quantensensoren für den Einsatz in der medizinischen Bildgebung, Diagnostik und Therapie ist.

Quantum sensing, imaging, and timing (SIT) technologies, which will explore applications of quantum sensors in areas such as materials science, environmental monitoring, and defense.

Quantensensorik, Bildgebung und Timing (SIT)-Technologien, die Anwendungen von Quantensensoren in Bereichen wie Materialwissenschaft, Umweltüberwachung und Verteidigung untersuchen werden.

The involvement of Heriot-Watt University in these diverse quantum research hubs highlights the institution's strength and expertise in this field.

Die Beteiligung der Heriot-Watt University an diesen verschiedenen Quantenforschungszentren unterstreicht die Stärke und Expertise der Institution auf diesem Gebiet.

The university's researchers are working at the forefront of quantum technology development, and their contributions to these hubs will help to accelerate the advancement and application of these technologies in the UK and beyond.

Die Forscher der Universität arbeiten an der Spitze der Entwicklung der Quantentechnologie und ihre Beiträge zu diesen Zentren werden dazu beitragen, die Weiterentwicklung und Anwendung dieser Technologien im Vereinigten Königreich und darüber hinaus zu beschleunigen.

Quantum hubs: A bridge between ideas and practical solutions

Quantenzentren: Eine Brücke zwischen Ideen und praktischen Lösungen

The five new quantum hubs are being delivered by the UKRI Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC),

Die fünf neuen Quantenzentren werden vom UKRI Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) bereitgestellt.