もうすぐ始まる「量子インターネット」革命: この「ハッキング不可能」ネットワークはどのように機能するのか

英国での統合量子ネットワーク (IQN) ハブの立ち上げにより、安全で革新的な通信ネットワークに向けた重要な一歩が踏み出されました。

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.

英国での統合量子ネットワーク (IQN) ハブの立ち上げにより、安全で革新的な通信ネットワークに向けた大きな一歩が踏み出されました。

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.

この画期的な研究構想では、科学者らが「ほぼハッキング不可能な」量子インターネット、つまり量子力学の原理を利用して情報を送信する広大なネットワークの開発に取り組むことになる。

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.

量子技術に 1 億 6,000 万ポンドを投資する英国政府の計画の一環として、ヘリオット ワット大学が IQN ハブの主導者に選ばれました。

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

これは、量子センシングや量子生物医学技術などの分野に焦点を当てる他の 4 つの量子ハブの最近の発表に続くものです。

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

これらのハブが連携して専門知識とイノベーションのネットワークを形成し、英国における量子技術の開発の推進に貢献します。

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

ここでは、量子インターネットの仕組みと、それがもたらす潜在的な利点について詳しく見ていきます。

Understanding bits, qubits, and entanglement

ビット、量子ビット、もつれを理解する

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.

従来のインターネットは、0 または 1 のいずれかであるビットを使用します。一方、量子ネットワークは、0、1、またはその両方として同時に存在できる量子ビットを使用します。実際に見るまではコインが表と裏の両方であると想像してください。これが量子ビットの本質的なものです。

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.

重ね合わせとして知られるこの独特の状態により、もつれと呼ばれる量子力学におけるもう 1 つの重要な現象が可能になります。もつれ合った量子ビットは相互にリンクされ、それらの間の距離に関係なく結果を共有します。

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.

もつれを説明するには、リンクされた 2 つのコインを想像してください。 1 枚のコインを投げて表が出た場合、もう 1 枚のコインが裏であることは、コインを見なくてもすぐにわかります。この瞬時の接続により、量子ネットワークは事実上ハッキング不可能になります。

Quantum internet: A solution to cybercrime and more

量子インターネット: サイバー犯罪などに対するソリューション

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

サイバー犯罪による英国の被害額は年間 270 億ポンドと推定されている時代において、量子インターネットは前例のないレベルのセキュリティを約束します。

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.

量子ネットワークは、量子ビットと量子もつれを使用することで、理論的には傍受が不可能な通信システムを構築できます。量子ビットを測定または傍受しようとすると、その状態が破壊され、送信者と受信者に侵害の可能性が警告されます。

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.

量子ネットワークを使用して通信している 2 人の人の会話を盗聴しようとしているところを想像してみてください。傍受しようとするとすぐに量子ビットが破壊され、双方は誰かが通信を傍受しようとしていることに気づくでしょう。

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.

この固有のセキュリティにより、量子ネットワークは機密データと通信を保護するための有望なソリューションとなり、金融、政府、防衛などの分野に大きな影響を与える可能性があります。

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

量子インターネットはセキュリティの強化だけでなく、ヘルスケア、銀行業務、科学研究などの分野にも革命をもたらす可能性があります。

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.

たとえば、量子ネットワークを使用して病院内の医療機器を接続すると、患者のバイタルサインをリアルタイムで監視できるようになり、医師が患者の状態の変化に迅速に対応できるようになります。

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.

銀行部門では、量子ネットワークを使用して資金の送金と取引処理のための安全なシステムを構築し、詐欺やサイバー犯罪のリスクを軽減できます。

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

科学者は量子ネットワークを使用してデータを共有し、研究プロジェクトでより効率的に共同作業することもでき、より迅速で画期的な発見につながる可能性があります。

Quantum technology: A supercharged version of existing systems

量子テクノロジー: 既存のシステムの強化版

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

ヘリオットワットの IQN ハブを率いるジェラルド・ブラー教授は、量子テクノロジーを今日のテクノロジーの「スーパーチャージャー」バージョンだと説明します。

"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.

「これにより、従来のテクノロジーでは想像もできなかった方法で問題を解決し、データを保護することができます。これにより、製薬研究から刺激的な新材料開発に至るまで、あらゆる分野でブレークスルーがもたらされる可能性があります。」と同氏は述べた。

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.

IQN ハブの主な焦点は、量子もつれを長距離に分散できる大規模な量子ネットワークを構築することです。

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.

これには、量子ビットを生成、操作、検出するための新しい技術と、ネットワーク内の異なるノード間の量子接続を確立および維持するためのプロトコルの開発が含まれます。

Heriot-Watt's significant role in quantum research hubs

量子研究拠点におけるヘリオットワットの重要な役割

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.

ヘリオットワット大学は、IQN ハブを主導することに加えて、新しく発表された他の 4 つの量子ハブのうち 3 つでも重要な役割を果たしています。

These hubs will focus on the following areas:

これらのハブは次の分野に重点を置きます。

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

輸送、物流、測量などの分野に革命をもたらす可能性のある、量子対応の位置、ナビゲーション、タイミング (PNT) テクノロジー。

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

量子生物医学センシング技術。医療画像処理、診断、治療に使用する新しい量子センサーの開発を目的としています。

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

量子センシング、イメージング、タイミング (SIT) テクノロジー。材料科学、環境モニタリング、防衛などの分野での量子センサーの応用を探ります。

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

これらの多様な量子研究拠点へのヘリオットワット大学の関与は、この分野における同大学の強みと専門知識を浮き彫りにしています。

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.

同大学の研究者は量子技術開発の最前線で働いており、これらのハブへの貢献は英国内外でのこれらの技術の進歩と応用を加速するのに役立つだろう。

Quantum hubs: A bridge between ideas and practical solutions

量子ハブ: アイデアと実用的なソリューションの間の架け橋

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

5 つの新しい量子ハブは、UKRI 工学物理科学研究評議会 (EPSRC) によって提供されます。