Mreže kvantne zapletenosti: Disruptivna tehnologija koja će revolucionirati podatke 2025. godine i dalje

Popis sadržaja

Izvršni sažetak: Prekretnica kvantnog umrežavanja 2025. godine
Veličina tržišta i prognoza rasta do 2030. godine
Osnovne tehnologije: Qubiti, ispreplitanje i kvantni repetitori
Vodeći igrači i strateški savezi (npr. IBM, Toshiba, ID Quantique, ieee.org)
Probojne aplikacije: Od ultra-sigurnih komunikacija do distribuiranog računalstva
Infrastrukturni i hardverski zahtjevi za kvantne mreže
Regulatorni okvir i globalne inicijative standardizacije
Trendovi investicija i aktivnost rizičnog kapitala
Ključni izazovi: Skalabilnost, ispravak grešaka i interoperabilnost
Buduća perspektiva: Plan puta do kvantnog interneta i tijek usvajanja u industriji
Izvori i reference

Izvršni sažetak: Prekretnica kvantnog umrežavanja 2025. godine

Tehnologije umrežavanja kvantnog ispreplitanja brzo se približavaju ključnoj fazi 2025. godine, potaknute spojem napretka u hardveru, protokolima i infrastrukturnim projektima koje podupire vlada. Kvantno ispreplitanje—pojava kada su čestice međusobno povezane bez obzira na udaljenost—čini osnovni sloj za kvantne mreže, omogućujući ultra-sigurnu komunikaciju i distribuirano kvantno računalstvo. Godine 2025. globalne inicijative prelaze iz laboratorijskih demonstracija u prekomercijalne i pilotske isporuke, obilježavajući jasnu infleksijsku točku za sektor.

NSeveral major industry players are leading the charge. IBM nastavlja napredovati u testiranju kvantnih mreža, s aktivnim eksperimentima koji povezuju kvantne procesore putem ispreplitanja na metropolitanskim udaljenostima. Krajem 2024. godine, IBM je uspješno demonstrirao distribuciju ispreplitanja preko višeslojnih mreža, otvarajući put za skalabilne prototipe kvantnog interneta. Slično, Toshiba Corporation se usredotočila na sustave kvantne distribucije ključeva (QKD) temeljene na ispreplitanju, s pilot projektima raspoređenim u Tokiju i Londonu. Njihovi nedavni terenski testovi postigli su QKD temeljen na ispreplitanju na udaljenosti od 600 km optičkih vlakana, što je značajna prekretnica za usvajanje u stvarnom svijetu.

U Europi, Carl Zeiss AG i Deutsche Telekom AG ključni su doprinositelji paneuropske infrastrukture kvantne komunikacije (EuroQCI), s nekoliko veza omogućene ispreplitanjem koje bi trebale početi s radom do kraja 2025. godine. Ovi projekti će biti među prvima koji nude usluge temeljene na ispreplitanju vladinim i infrastrukturnim klijentima. U međuvremenu, China Telecom Corporation Limited nastavlja širiti svoju opsežnu infrastrukturu kvantne komunikacije, uključujući distribuciju ispreplitanja među međugradskim mrežama—strateški cilj istaknut u trenutnom petogodišnjem znanstveno-tehnološkom planu Kine.

Izgled za sljedećih nekoliko godina obilježen je prijelazom s točke na točku QKD na višekružne, kvantne mreže temeljene na ispreplitanju sposobne podržati distribuirano kvantno procesiranje. Integracija s postojećom infrastrukturom optičkih vlakana se ubrzava, zahvaljujući naporima standardizacije u industriji i partnerstvima među telekomunikacijskim operaterima, dobavljačima hardvera i kompanijama za kvantnu tehnologiju. Do 2027. godine, stručnjaci očekuju pojavu prvih regionalnih pilot mreža kvantnog interneta, pri čemu će daljnje širenje ovisiti o napretku u stopama generacije ispreplitanja, ublažavanju gubitaka fotona i tehnologijama kvantne memorije.

Ukratko, 2025. godina predstavlja prekretnicu za kvantno umrežavanje s ispreplitanjem: godina u kojoj prototipni mreže prelaze iz istraživanja u početnu primjenu, potičući novu eru u sigurnim komunikacijama i distribuiranim kvantnim aplikacijama, uz snažnu suradnju vlade i industrije.

Veličina tržišta i prognoza rasta do 2030. godine

Tehnologije umrežavanja kvantnog ispreplitanja—ključne za razvoj kvantnog interneta i ultra-sigurnih komunikacijskih infrastruktura—spremne su za značajan rast do 2030. godine. Od 2025. godine, sektor ostaje u prekomercijalnoj ili ranoj fazi komercijalizacije, ali nekoliko velikih tehnoloških tvrtki i inicijativa podržanih od strane vlade ubrzava napredak. Trenutna globalna ulaganja u kvantno umrežavanje, uključujući distribuciju ispreplitanja, mjere se u stotinama milijuna USD, s projekcijama koje sugeriraju tržišni potencijal od nekoliko milijardi dolara do 2030. godine.

Značajna dostignuća dogodila su se od 2022. godine, s nacionalnim testnim mrežama kvantnog umrežavanja i ranim pilot isporukama kao ključnim prekretnicama. Na primjer, IBM je izvijestio o proširenju svog plana mreže kvantnih računala, ciljajući povezivanje kvantnih računala korištenjem protokola temeljenih na ispreplitanju u drugoj polovici desetljeća. Slično, Toshiba Corporation je demonstrirala distribuciju kvantnih ključeva (QKD) temeljenih na ispreplitanju preko vlakana osvježenih razmjera, postavljajući temelje za skalabilne isporuke. ID Quantique također napreduje s tehnologijom QKD koja se temelji na ispreplitanju, s nekoliko javno-privatnih partnerstava u Europi i Aziji.

Vladini napori igraju odlučujuću ulogu u formiranju tržišta. Inicijativa Europske unije Quantum Flagship, koja cilja na paneuropsku mrežu kvantnog ispreplitanja do 2030. godine, potiče suradnički ekosustav među industrijom i istraživačkim institucijama. U međuvremenu, kontinuirano ulaganje Kine u infrastrukturu kvantne komunikacije, uključujući Beijing-Shanghai mrežu, nastavlja poticati globalnu konkurenciju na ovom polju, s entitetima poput Kineske grupe elektronike uključene u ključne isporuke.

Prognoze tržišta za tehnologije umrežavanja kvantnog ispreplitanja do 2030. godine očekuju godišnju stopu rasta (CAGR) koja premašuje 35%, dok pilot projekti prelaze u komercijalne ponude, a hardverska rješenja—kao što su kvantni repetitori i izvori isprepletenih fotona—postaju održivija. Rana usvojiteljica očekuje se da će uključivati vladine agencije, financijske institucije i pružatelje kritične infrastrukture koji zahtijevaju poboljšanu sigurnost i otpornost. Vodeći proizvođači povećavaju istraživanje i razvoj te formiraju konzorcije kako bi se nosili s inženjerskim izazovima i razvili standarde interoperabilnosti, što upotpunjuju rad QuTech i njegovih partnera.

Do kraja desetljeća, globalno tržište za tehnologije kvantnog umrežavanja ispreplitanja očekuje se da će doseći nekoliko milijardi USD, uz podršku širenja rasporeda kvantno-sigurnih mreža i postupne integracije modula kvantnog umrežavanja u postojeću optičku i data komunikacijsku infrastrukturu. Izgled ostaje usko povezan s kontinuiranim napretkom u pouzdanosti kvantnog hardvera, skalabilnosti mreže i potporu regulatornim okruženjima.

Osnovne tehnologije: Qubiti, ispreplitanje i kvantni repetitori

Tehnologije umrežavanja kvantnog ispreplitanja brzo napreduju, postavljajući temelje za razvoj kvantnog interneta, sigurnu komunikaciju i distribuirano kvantno računalstvo. Godine 2025., primarni fokus je na skaliranju generacije ispreplitanja, razvoju robusnih tehnologija qubita i implementaciji kvantnih repeatera za proširenje ispreplitanja na metropolitanskim i međugradskim udaljenostima.

U srži ovih mreža su qubiti—kvantne jedinice koje se mogu ispreplitati i manipulirati. Vodeći igrači u industriji slijede različite fizičke implementacije, uključujući zarobljene ione, superprovodljive sklopove i fotonske qubite. IBM i Quantinuum aktivno unapređuju platforme za mrežno povezivanje temeljenog na zarobljenim ionima i superprovodljivim qubitima, dok Institut Paul Scherrer i PsiQuantum usmjereni su na skalabilne fotonske qubit sustave, koji su inherentno dobro prilagođeni za prijenos kvantnih informacija putem optičkih vlakana.

Distribucija ispreplitanja na značajnim udaljenostima ostaje tehnički izazov zbog gubitka fotona i dekohencije. Kvantni repetitori—uređaji koji produžuju domet kvantnog ispreplitanja segmentiranjem transmisijske linije i obavljanjem zamjene i pročišćavanja ispreplitanja—ključna su komponenta koja se aktivno razvija. Godine 2025., nekoliko terenskih demonstracija i prototipnih isporuka se očekuje. Toshiba je objavila napredak u distribuciji kvantnih ključeva (QKD) koristeći izvore isprepletenih fotona i sudjeluje u testnim mrežama za metropolitansko kvantno umrežavanje. ID Quantique također surađuje na višekružnim kvantnim mrežama, fokusirajući se na distribuciju ispreplitanja i integraciju repetitora radi poboljšanja dosega i vjernosti.

S druge strane, vladine i akademske institucije igraju vitalne uloge. Europska organizacija za nuklearna istraživanja (CERN) i QuTech konzorcij rade na terenskim ispitivanjima povezivanja više kvantnih čvorova putem ispreplitanja, s testnim mrežama u Nizozemskoj i Švicarskoj. U međuvremenu, Argonne National Laboratory i Fermilab u SAD-u proširuju testne mreže kvantnog umrežavanja na nekoliko kilometara, s ciljem integracije kvantnih repetitora i demonstracije dugovječne zamjene ispreplitanja u stvarnim optičkim mrežama.

Gledajući unaprijed, sljedećih nekoliko godina vjerojatno će vidjeti prelazak s laboratorijskih prototipova na rane komercijalne isporuke mreža temeljenih na ispreplitanju. Napredak u učinkovitosti kvantnih repetitora, integraciji qubita i testnim mrežama na metropolitanskoj razini otvorit će put za sigurnu kvantnu komunikacijsku infrastrukturu i, konačno, temelj globalnog kvantnog interneta.

Vodeći igrači i strateški savezi (npr. IBM, Toshiba, ID Quantique, ieee.org)

Tehnologije umrežavanja kvantnog ispreplitanja brzo napreduju, s nekoliko vodećih igrača koji prednjače u istraživanju, razvoju i ranoj komercijalizaciji u 2025. godini. Ove organizacije formiraju strateške saveze kako bi ubrzale implementaciju kvantnih mreža, fokusirajući se на sigurnu komunikaciju, distribuirano kvantno računalstvo i temeljnu infrastrukturu potrebnu za kvantni internet.

IBM je na čelu, koristeći svoju stručnost u kvantnom računalstvu i kvantno-sigurnoj kriptografiji. U 2024. i 2025. godini, IBM je proširio svoje inicijative kvantnih mreža, uključujući suradnje s akademskim institucijama i industrijskim partnerima za razvoj protokola za sigurnu komunikaciju temeljenih na ispreplitanju i testnim mrežama za primjene u stvarnom životu. Plan kvantne mreže ove tvrtke uključuje višekružne testne mreže i integraciju s klasičnom infrastrukturom kako bi se olakšali hibridni komunikacijski sustavi (IBM).

Toshiba je postigla značajan napredak u distribuciji kvantnih ključeva (QKD) i izvorima isprepletenih fotona, koji su bitni za kvantno umrežavanje. U 2025. godini, Toshiba je uključena u zajedničke projekte i pilote s telekomunikacijskim operaterima u Aziji i Europi, implementirajući QKD sustave preko metropolitanskih vlakana i demonstrirajući distribuciju ispreplitanja na dugim udaljenostima. Naglasak tvrtke na robusnim, komercijalno održivim QKD uređajima pozicionira je kao ključnog dobavljača za nove kvantno-sigurne komunikacijske veze (Toshiba).

ID Quantique, švicarski pionir u kvantno-sigurnoj sigurnosti, nastavlja širiti svoj globalni utjecaj. Do 2025. godine, tvrtka je uspostavila partnerstva s telekomunikacijskim pružateljima i nacionalnim istraživačkim institutima za integraciju QKD temeljenog na ispreplitanju u zaštitu kritične infrastrukture. Aktivno sudjelovanje ID Quantiquea u multilateralnim konzorcijima za kvantno umrežavanje i njegov portfelj rješenja temeljnih na ispreplitanju naglašava njegovu ulogu kao pružatelja tehnologije i strateškog suradnika (ID Quantique).

Koordinacija unutar industrije podržana je od strane normativnih tijela poput IEEE, koje, kroz svoju Kvantnu inicijativu, radi na uspostavljanju protokola i standarda interoperabilnosti za kvantno umrežavanje. U 2025. godini, radne grupe IEEE razvijaju okvire za distribuciju ispreplitanja, kvantne repetitore i hibridne klasično-kvantne mreže, olakšavajući suradnju između industrija i usklađujući globalne napore za skalabilne rasporede kvantnog umrežavanja (IEEE).

Gledajući unaprijed, očekuje se da će sljedećih nekoliko godina svjedočiti dubljim savezništvima između tehnoloških dobavljača, telekom operatera i istraživačkih institucija. Ova partnerstva bit će ključna u prevladavanju tehničkih izazova kao što su vjernost ispreplitanja, distribucija na dugim udaljenostima i skalabilnost mreže—otvorit će put za prve komercijalne mreže kvantnog ispreplitanja i postepenu pojavu infrastrukture kvantnog interneta.

Probojne aplikacije: Od ultra-sigurnih komunikacija do distribuiranog računalstva

Tehnologije umrežavanja kvantnog ispreplitanja brzo prelaze iz teorijskih konstrukata u praktične aplikacije, označavajući prekretnicu za sigurnu komunikaciju i distribuirano kvantno računalstvo. Od 2025. godine, nekoliko glavnih proboja i pilot isporuka oblikuje ovo područje, koristeći ispreplitanje za omogućavanje prijenosa informacija s neviđenom sigurnošću i računalnim sposobnostima.

Jedna od najzrelijih aplikacija kvantnog ispreplitanja je distribucija kvantnih ključeva (QKD), koja koristi ispreplavljene fotone za stvaranje kriptografskih ključeva otpornijih na konvencionalno prisluškivanje. U posljednjim godinama, pružatelji poput Toshiba Corporation postigli su gigahercne QKD preko metropolitanskih vlakana, pokazujući stvarnu održivost za ultra-sigurne komunikacije između data centara i kritične infrastrukture. Slično, ID Quantique je proširila svoj paket proizvoda za QKD temeljene na ispreplitanju, podržavajući integracije s postojećom telekomunikacijskom infrastrukturom za vladin sektor i financije.

Gledajući unaprijed, fokus se premješta s točkastih veza na skalabilne kvantne mreže—tzv. “kvantne internete”—gdje se ispreplitanje dijeli i upravlja između više čvorova. U 2024. godini, testne mreže financirane od Nacionalne zaklade za znanost u Sjedinjenim Državama i napori u Europi pokazali su zamjenu ispreplitanja i teleportacijske protokole između udaljenih kvantnih procesora, koji su temeljni za distribuirano kvantno računalstvo i usluge kvantnog računalstva u oblaku. IBM i Australska akademija tehnoloških znanosti i inženjerstva oboje su istaknuli istraživačke prekretnice u distribuciji ispreplitanja, otvarajući put za kvantne repetitore i robusnije arhitekture umrežavanja koje se očekuju do kraja 2020-ih.

Kina ostaje globalni lider u distribuciji kvantnog ispreplitanja na dugim udaljenostima, s Kineskom akademijom znanosti koja vodi eksperimente kvantne komunikacije putem satelita koji su uspješno povezali zemaljske stanice udaljene tisućama kilometara. Ovi napori se proširuju u terenske pilote kvantnih mreža u velikim gradovima, kao dio nacionalne kvantne mreže Kine.

Izgled za sljedećih nekoliko godina ukazuje na pojavu hibridnih kvantno-klasičnih mreža, gdje mreže kvantnog ispreplitanja djeluju uz konvencionalnu infrastrukturu, postupno proširujući pokrivenost i interoperabilnost. Kako pilotski projekti prelaze u komercijalne ponude, sektori poput bankarstva, energije i obrane očekuju se da će biti rani usvojnitelji, privučeni obećanjem neprobojne enkripcije i distribuiranog kvantnog procesiranja. Do 2027. godine, integracija tehnologija umrežavanja temeljenih na ispreplitanju u metropolitanske i međugradske mreže očekuje se da će donijeti neviđene pomake u sigurnim komunikacijama i suradničkom kvantnom računalstvu.

Infrastrukturni i hardverski zahtjevi za kvantne mreže

Tehnologije umrežavanja kvantnog ispreplitanja su srž novih kvantnih mreža, omogućujući fundamentalno sigurnu komunikaciju i distribuirano kvantno računalstvo. Od 2025. godine, mreže temeljenim na kvantnom ispreplitanju prelaze iz laboratorijskih eksperimenta u rane testne mreže i pilote, zahtijevajući novu klasu infrastrukture i hardvera.

U temeljenom sloju, kvantne mreže zahtijevaju izvore isprepletenih fotona—uređaje sposobne pouzdano proizvoditi parove fotona u isprepletenim stanjima. Nedavni napretci učinili su izvore isprepletenih fotona na čipu kompaktnijima i integrabilnijima; Toshiba Corporation demonstrirala je prototipne sustave kvantne distribucije ključeva (QKD) koristeći takve izvore za kvantne mreže na metropolitanskoj razini. Slično, ID Quantique nastavlja opskrbljivati izvore isprepletenih fotonskih parova za istraživanje i rane komercijalne pilote, s poboljšanom stabilnošću i svjetlinom.

Transmisiona infrastruktura je još jedan kritični zahtjev. Kvantni signali su iznimno osjetljivi na gubitke i šum, što zahtijeva optička vlakna s iznimno niskim gubicima i specijalizirane kvantne repetitore. U 2025. godini, testne mreže često se oslanjaju na postojeće urbane optičke mreže, ali se provode napori za razvoj specijaliziranih kvantnih kanala s poboljšanim zaštitama i kontrolama okoline. Nokia surađuje s telekom operaterima na ispitivanju kvantno-sigurnih i kvantno-omogućavajućih veza preko postojeće optičke infrastrukture, dok Deutsche Telekom vodi projekte za proširenje distribucije ispreplitanja na metropolitanske i na kraju međugradske udaljenosti.

Kvantni repetitori, ključna komponenta koja je još uvijek uglavnom eksperimentalna, potrebni su za produženje ispreplitanja na dugim udaljenostima prevladavajući gubitak fotona i dekohenciju. U 2025. godini, većina implementiranih kvantnih mreža ograničena je na desetke kilometara zbog nezrelosti repetitora. Međutim, tvrtke poput QuTech oslikavaju solid-state i kvantne repetitore temeljenih na atomskim skupinama, s ciljem demonstratorskih isporuka unutar nekoliko godina.

Hardver za krajnje korisnike—sučelja za kvantne mreže, detektori fotona i moduli kvantne memorije—također predstavljaju vitalni dio ekosustava. ID Quantique i Toshiba Corporation pružaju detektore pojedinačnih fotona s visokom učinkovitošću i niskim brojem tamnih kolona, kritične za praktičnu provjeru ispreplitanja i ekstrakciju kvantnih ključeva.

Gledajući unaprijed, sektor očekuje postupno skaliranje: mjere kvantnog ispreplitanja u 2025. godini, napredujući prema nacionalnim mrežama do kraja 2020-ih, kako tehnologija kvantnih repetitora sazrijeva. Napori standardizacije, kao što su oni koje koordiniraju industrijski konzorciji i nacionalne agencije, očekuju se da će ubrzati interoperabilnost hardvera i implementaciju. Sljedećih nekoliko godina tako će donijeti brzi napredak u specijaliziranoj kvantnoj infrastrukturi i hibridnoj integraciji s klasičnim telekomunikacijskim mrežama.

Regulatorni okvir i globalne inicijative standardizacije

Tehnologije umrežavanja kvantnog ispreplitanja brzo prelaze iz laboratorijskih demonstracija u rane komercijalne primjene, potičući hitne napore ka regulatornim okvirima i globalnoj standardizaciji. Do 2025. godine, regulatorni pejzaž ostaje u razvoju, ali se evolvira kroz suradnju između vladinih tijela, organizacija za standardizaciju i lidera industrije. Ove inicijative imaju za cilj rješavanje jedinstvenih izazova koje postavlja isprepljeno kvantno komuniciranje, poput sigurnosnih protokola, interoperabilnosti i korištenja spektra.

Na međunarodnoj razini, Međunarodna telekomunikacijska unija (ITU) preuzela je vodeću ulogu u koordinaciji standarda za kvantne komunikacijske mreže, uključujući one koje koriste ispreplitanje. Radna grupa 13 ITU nastavlja razvijati preporuke za arhitekturu mreže i protokole za distribuciju kvantnih ključeva (QKD) i proširuje svoj opseg kako bi obuhvatio mreže temeljene na ispreplitanju. Ove napore nadopunjuje Europski institut za telekomunikacijska standardizaciju (ETSI), koji je osnovao Industrijsku grupu za specifikaciju za distribuciju kvantnih ključeva (ISG QKD) i, što je još važnije, počeo istraživati standarde za šire funkcionalnosti kvantnog umrežavanja.

U Sjedinjenim Državama, Nacionalni institut za standarde i tehnologiju (NIST) predvodi napore za razvoj standarda i smjernica za kvantno umrežavanje, radi konzultacija s dionicima poput IBM i AT&T, koji su aktivno uključeni u istraživanje kvantnog umrežavanja i testne mreže. U međuvremenu, Ministarstvo industrije i informacijskih tehnologija Kine podržava nacionalne standarde za kvantnu komunikaciju, podržavajući tvrtke poput Kineske akademije znanosti, koje su se povele za proširenje pilot projekata kvantnog umrežavanja.

Industrijski konzorciji također su ključni za globalnu koordinaciju. Konzorcij Internet2 u SAD-u i paneuropski Savez kvantnog interneta, koji uključuje partnere poput TNO i Deutsche Telekom, testiraju protokole distribucije ispreplitanja na velikoj skali, informirajući praktičnu standardizaciju i najbolje prakse. Nadalje, ITU i ETSI započeli su zajedničke radionice s industrijom kako bi utvrdili zahtjeve za interoperabilnost i procese certifikacije.

Gledajući unaprijed, sljedećih nekoliko godina vjerojatno će vidjeti formalizaciju tehničkih standarda za umrežavanje temeljem ispreplitanja, potaknuta pilot isporukama u Aziji, Europi i Sjevernoj Americi. Regulatori se očekuju da će prioritizirati interoperabilnost, sigurnost i mogućnosti prikupljanja podataka. Konvergencija regulatornih i standardizacijskih aktivnosti bit će ključna za izgradnju robusnog, globalnog kvantnog interneta, osiguravajući da se tehnologije umrežavanja kvantnog ispreplitanja mogu sigurno raspoređivati i u velikom mjerilu.

Trendovi investicija i aktivnost rizičnog kapitala

Ulaganje u tehnologije umrežavanja kvantnog ispreplitanja ubrzano raste do 2025. godine, odražavajući rastuće povjerenje u komercijalnu održivost i stratešku važnost kvantne komunikacije. Rizični kapital (VC) i korporativna ulaganja sve više ciljaju na startupe i tvrtke u razvoju fokusirane na hardver kvantnog umrežavanja, kvantne repetitore i protokole distribucije ispreplitanja, kao i na širu infrastrukturu kvantnog interneta.

Ključni pokretač ovog rasta ulaganja je utrka u uspostavljanju kvantno-sigurnih komunikacijskih kanala i razvoju globalnog kvantnog interneta. Vodeće tvrtke u kvantnoj tehnologiji kao što su Toshiba i ID Quantique najavile su nove financijske runde i strateška partnerstva usmjerena na poticanje distribucije kvantnih ključeva (QKD) temeljenih na ispreplitanju i interoperabilnih mrežnih platformi. U međuvremenu, akademski spinuti privlače značajna početna i serijska A ulaganja za inovacije u zamjeni ispreplitanja, integraciji kvantne memorije i ispravljenim kvantnim repeaterima.

Geografski opseg ulaganja se širi. U Sjevernoj Americi, značajna aktivnost VC-a vidi se u tvrtkama kao što su QC Ware i Rigetti Computing, koje razvijaju svoje istraživanje kvantnog umrežavanja uz razvoj hardvera i algoritama. Europski napori su potpomognuti inicijativama pod okriljem EU Quantum Flagship, s tvrtkama poput QuTools i Quantumni koje privlače sredstva za razvoj uređaja omogućavajućih ispreplitanje i middleware. U Aziji, Nippon Telegraph and Telephone Corporation (NTT) i Huawei provode velika istraživačka ulaganja i infrastrukturalne pilote, često u suradnji s nacionalnim laboratorijima.

U 2025. godini, nekoliko startupova u kvantnom umrežavanju zatvorilo je financijske runde u rasponu od 20 do 80 milijuna dolara, što pokazuje apetit VC-a za kako rane, tako i kasnije faze poduzeća.
Korporativne investicije iz ustaljenih ICT i telekomunikacijskih tvrtki sve više su sufinanciraju kako bi stekle prerani pristup IP-u i talentu u području umrežavanja ispreplitanja.
Javnosvezu koje dolaze iz javno-privatnih partnerstava i vladi podržanih fondova, posebno u SAD-u, EU i Kini, i dalje igraju katalitičku ulogu u smanjenju rizika ranih inovacija i skaliranju terenskih ispitivanja.

Gledajući unaprijed, analitičari očekuju održan tok kapitala u kvantno umrežavanje ispreplitanja do 2028. godine, potaknut spojem tehničkih prekretnica (osobito u kvantnim repetitorima i vjernost ispreplitanja na dugim udaljenostima) i rastuće potražnje za kvantno-sigurnim komunikacijama. Kako pilotski projekti prelaze u operativne mreže, sektor je spreman za daljnje runde financiranja i moguću konsolidaciju industrije.

Ključni izazovi: Skalabilnost, ispravak grešaka i interoperabilnost

Tehnologije umrežavanja kvantnog ispreplitanja obećavaju revoluciju u sigurnim komunikacijama i distribuiranom kvantnom računalstvu, ali njihova široka primjena suočava se s značajnim preprekama. Godine 2025. i u idućim godinama, tri glavna izazova—skalabilnost, ispravak grešaka i interoperabilnost—na prednjem su planu industrijskih i akademskih napora.

Skalabilnost ostaje središnja briga dok se kvantne mreže kreću od dokaza koncepta do operativnih testnih mreža. Trenutni čvorovi kvantnog umrežavanja, često temeljeni na pojedinačnim fotonima ili zarobljenim ionima, osjetljivi su na gubitak i šum, što otežava produženje na široke ili čak globalne mreže. Tvrtke poput IBM i Toshiba aktivno razvijaju kvantne repetitore i protokole zamjene ispreplitanja kako bi proširile doseg kvantnog ispreplitanja izvan laboratorijskih udaljenosti. Međutim, prema 2025. godini, pouzdani, skalabilni kvantni repetitori koji se mogu masovno proizvoditi i implementirati preko optičkih ili satelitskih veza još su uvijek u eksperimetnalnoj fazi, s očekivanjima za rane terenske probe u sljedećih nekoliko godina.

Ispravak grešaka je još jedna zapanjujuća prepreka. Kvantna isprepletena stanja su vrlo osjetljiva na dekohenciju i gubitak, što može brzo degradirati integritet prenesene kvantne informacije. Iako su kvantni kodovi za ispravak grešaka dobro uspostavljeno teorijsko rješenje, njihova praktična implementacija zahtijeva puno resursa. Napori QuTech i Quantinuum usmjereni su na razvoj robusnih shema ispravka grešaka i protokola pročišćenja ispreplitanja prikladnih za stvarne optičke i slobodno-prostorne kanale. Napredak u integriranim fotonskim čipovima i kriogenim kontrolnim elektroničkim uređajima expectedly će poboljšati brzine grešaka, ali se potpune mreže otpornosti na greške ne očekuju prije druge polovice ovog desetljeća.

Interoperabilnost je ključna jer se različite platforme kvantnog hardvera (npr. superprovodljivi qubiti, zarobljeni ioni, fotonski sustavi) razvijaju paralelno, često sa vlastitim sučeljima i protokolima. Bez dogovorenih standarda, integracija kvantnih uređaja različitih dobavljača u jedinstvenu mrežu izazovna je. Organizacije poput Europskog instituta za telekomunikacijske standardizacije (ETSI) i Međunarodne telekomunikacijske unije (ITU) vode suradničke napore u standardizaciji sučelja i protokola za distribuciju kvantnih ključeva (QKD). U 2025. godini i sljedećim godinama, očekuje se da će industrijski konzorciji i savezi ubrzati razvoj okvira interoperabilnosti, pri čemu će rani pilot projekti vjerojatno obavijestiti širu standardizaciju.

Općenito, značajni tehnički i organizacijski napreci potrebni su za to da umrežavanje kvantnog ispreplitanja pređe iz laboratorijskih okruženja. Očekuje se da će slijedeće godine donijeti postupne poboljšanje u tehnologijama repetitora, ispravku grešaka kvantnih i kompatibilnost između platformi, otvarajući put za robusnije i interoperabilne kvantne mreže.

Buduća perspektiva: Plan puta do kvantnog interneta i tijek usvajanja u industriji

Od 2025. godine, plan puta za tehnologije umrežavanja kvantnog ispreplitanja brzo se kristalizira, vođen spojem vladinih inicijativa, korporativnih istraživanja i prekograničnih suradnji. Kvantno ispreplitanje—pojava kada su čestice međusobno povezane bez obzira na udaljenost—čini osnovu za sigurnu kvantnu komunikacijsku mrežu, poznatu kao kvantni internet. Posljednjih godina svjedočili smo značajnim prekretnicama koje postavljaju temelje za ubrzanu implementaciju u sljedećim godinama.

Jedna ključna događaj koja oblikuje blisku budućnost je kontinuirana implementacija kvantnih komunikacijskih testnih mreža i mreža za distribuciju ispreplitanja. U 2023. godini, IBM je najavio svoj Kvantni sustav dva, arhitekturu osmišljenu za olakšanje modularnosti i umreženosti, čineći ga prototipom za buduće kvantne mreže na velikim razmjerima. U međuvremenu, Atos i Thales nastavili su svoje partnerstvo na kvantno-sigurnim međuvezama i kvantno-temeljenoj kriptografiji, s komercijalnim pilot projektima koji se očekuju do 2025. godine.

Europski savez kvantnog interneta, koordiniran kroz Tehničko sveučilište Delft, ima za cilj uspostaviti prvu paneuropsku kvantnu mrežu te trenutno gradi višekružne veze ispreplitanja između gradova. Plan putovanja projekta cilja na operativne demonstracijske mreže do 2026. godine, s postepenim proširenjem među državama članicama EU. U Aziji, Baidu i Alibaba Group ulagali su u mreže kvantne distribucije ključeva (QKD), s Kinom koja već povezuje nekoliko metropolitanskih područja putem komunikacije temeljen na ispreplitanju.

Sjedinjene Američke Države, pod Nacionalnom kvantnom inicijativom, potiču partnerstva između nacionalnih laboratorija, sveučilišta i industrije, s NSA-om i IBM koji podržavaju testne mreže fokusirane na skalabilnu distribuciju ispreplitanja. Ovi projekti očekuju prve ograničene, višekružne kvantne mreže između vladinih i istraživačkih institucija do 2027. godine.

Ubrzana usvajanja očekuju se na ultra-sigurnoj komunikaciji za vlade, obrambenu industriju i financijske sektore. Do 2027–2028. godine, komercijalne aplikacije—poput kvantno-sigurnih data centara i financijskih obračunskih centara—se očekuje da će se pojaviti, koristeći sigurnost poboljšanu ispreplitanjem. Međutim, javni kvantni internet u cjelini vjerojatno neće biti uspostavljen prije ranih 2030-ih, budući da su problemi povezani s vjernošću ispreplitanja na dugim udaljenostima i skalabilnim kvantnim repeaterima još uvijek u potpunosti nisu riješeni.

Ukratko, vremenska linija za tehnologije umrežavanja kvantnog ispreplitanja ubrzava, uz očekivanja da temeljna infrastruktura i rane aplikacije materijaliziraju unutar sljedećih nekoliko godina, postavljajući temelje za širu industrijsku primjenu i ostvarenje kvantnog interneta.

Izvori i reference

The Future of Quantum Entangled Networks: Unlocking City-Sized Potential

Watch this video on YouTube