ESA chce zapewnić Europie najbezpieczniejszy na świecie system komunikacji. Pomogą w tym polskie firmy
Komunikacja oparta na zasadach mechaniki kwantowej, wykorzystująca właściwości cząstek subatomowych, jest obecnie uważana za najbezpieczniejszy sposób przekazywania informacji, odporny nawet na ataki ze strony coraz bardziej zaawansowanych komputerów kwantowych. W przyszłości ma znaleźć zastosowanie we wszystkich dziedzinach, które bazują na danych i ich poufności, jak np. bankowość, obronność i administracja publiczna. Nad rozwinięciem tej technologii pracuje Europejska Agencja Kosmiczna, a w realizowanym przez nią międzynarodowym projekcie uczestniczą też polskie podmioty, które mają w tym obszarze unikalne kompetencje. – To projekt trudny, o dużym stopniu złożoności, o czym najlepiej świadczy fakt, że tego typu rozwiązań obecnie nie ma jeszcze na europejskim rynku – mówi Michał Drogosz, prezes AROBS Polska.
– Satelitarna komunikacja kwantowa – czy inaczej satelitarna dystrybucja klucza kwantowego – zdecydowanie różni się od obecnie znanych i wykorzystywanych metod komunikacji. Przede wszystkim ona nie służy do przesyłania samej informacji. Komunikacja kwantowa jest wykorzystywana do przesyłania klucza kwantowego, którego następnie używa się do szyfrowania informacji przesyłanych już innymi, konwencjonalnymi drogami, czyli komunikacją radiową bądź optyczną. Mówimy więc o zapewnieniu niemal idealnie bezpiecznego szyfrowania informacji – tłumaczy w rozmowie z agencją Newseria Biznes Michał Drogosz.
Bezpieczne przekazywanie informacji jest kluczowe w coraz bardziej scyfryzowanym świecie. Obecnie do ich szyfrowania używa się protokołów dystrybucji kluczy szyfrujących opartych na złożoności obliczeniowej funkcji matematycznych i bardzo trudnych do rozkodowania za pomocą tradycyjnych komputerów. W efekcie podsłuchujący, nawet w razie przechwycenia informacji, nie ma praktycznej możliwości jej odczytania. Jednak to niedługo może się zmienić, ponieważ rozwój wysoce zaawansowanych komputerów kwantowych zagraża obecnym protokołom bezpiecznej komunikacji. I właśnie na ten problem odpowiada komunikacja kwantowa – nowa forma kryptografii oparta na zasadach mechaniki kwantowej.
– Trudno wyobrazić sobie bez niej przyszłość komunikacji – mówi prezes AROBS Polska. – W tej chwili wiele się mówi o komputerach kwantowych, o ich zaletach i potencjalnych zastosowaniach do rozwiązania problemów stojących ogólnie przed ludzkością. Natomiast często pomija się zagrożenia, które płyną z ich użytkowania. Tutaj mówimy właśnie o wykorzystywaniu ich do łamania obecnie stosowanych metod szyfrowania. Komputery kwantowe będą miały bardzo dużą łatwość w łamaniu obecnie stosowanych zabezpieczeń. Aby zniwelować to niebezpieczeństwo – czyli zapewnić, że nasza wiadomość nie zostanie rozszyfrowana przez taki komputer – możemy wykorzystać właśnie szyfrowanie z wykorzystaniem splątanych par fotonów. Obecnie jest to jedyna znana metoda, która w stu procentach zabezpiecza nas przed niebezpieczeństwem płynącym z rozwoju komputerów kwantowych.
Komunikacja kwantowa (albo inaczej QKD – kwantowa dystrybucja klucza), w dużym uproszczeniu, wykorzystuje zjawisko splątania kwantowego w odniesieniu do pary fotonów. Takie cząstki są ze sobą ściśle powiązane, nawet gdy dzieli je znaczna odległość. Jeżeli stan jednego z nich się zmieni, wpłynie to również na drugi. To powoduje, że śledzenie, podsłuch czy podgląd takiego przekazu jest praktycznie niemożliwy, a jeśli ktoś spróbuje to zrobić, zostawi po sobie wyraźne ślady. Jedna z zasad mechaniki kwantowej mówi, że nie można dokonać pomiaru stanu kwantowego bez jego zakłócenia.
– Generowanie splątanych par fotonów jest zjawiskiem fizycznym i całkowicie losowym. To oznacza, że komunikacja kwantowa – w odróżnieniu od innych zabezpieczeń – nie jest oparta na algorytmach. A druga, bardzo istotna kwestia jest taka, że przy splątaniu fotonów i dystrybucji klucza kwantowego nie ma możliwości jego podsłuchania. W momencie gdy jeden z odbiorców byłby podsłuchany albo informacja zostałaby przechwycona, wówczas druga część klucza również zmieniłaby się i przez to ten klucz straciłby ważność – tłumaczy Michał Drogosz.
Komunikacja kwantowa jest jednak nie tylko bezpieczniejsza, ale i trudniejsza niż inne jej metody. Realizacja tej koncepcji wymaga m.in. opracowania metod efektywnego generowania par splątanych fotonów i ich dystrybucji na większe odległości.
– Europejska Agencja Kosmiczna realizuje obecnie program SAGA (Security And cryptoGrAphic mission), w ramach których opracowuje cały łańcuch dystrybucji klucza kwantowego, mający zapewnić Europie dostęp do tej technologii. Ten projekt wymaga jeszcze wielu badań i czasu na dopracowanie. Wiele elementów składowych tej technologii już działa, ale na razie tylko w środowisku laboratoryjnym. Bardzo dużym wyzwaniem, przed którym stoi ESA, jest natomiast zapewnienie operacyjnego systemu. Myślę, że powinno to być gotowe około 2028–2030 roku – mówi ekspert.
Jedną ze składowych programu ESA jest projekt pod nazwą „Quantum Key Distribution High-Rate Detector Predevelopment”. Jego celem jest zaprojektowanie, wykonanie i przetestowanie prototypu detektora pojedynczych fotonów o wysokiej efektywności kwantowej (powyżej 90 proc.) i dużej częstotliwości detekcji (powyżej 2 GHz). Liderem międzynarodowego konsorcjum, które pracuje nad jego realizacją, jest AROBS Polska, firma specjalizująca się w rozwoju systemów elektronicznych i oprogramowania na potrzeby sektora kosmicznego.
– Quantum Key Distribution High-Ray Detector to urządzenie, którego celem jest odbiór i detekcja pojedynczych fotonów przesyłanych z satelity na Ziemię w celu dystrybucji kwantowego klucza szyfrującego – wyjaśnia Michał Drogosz. – Przesyłanie tego klucza na Ziemi jest utrudnione – jest to sygnał optyczny, który można przesyłać światłowodem, ale on zanika i mniej więcej na odległości 100 km wartość tego klucza jest już znikoma, ten sygnał właściwie już jest nieużyteczny. Natomiast jeśli taki klucz kwantowy będzie dystrybuowany przez satelitę, to będzie wymagał urządzenia odbiorczego, które jest w pewnym sensie teleskopem.
W projekcie realizowanym dla ESA polska spółka odpowiada za dostarczenie elektroniki odczytującej sygnały z detektora pojedynczych fotonów, będącego częścią optycznej stacji naziemnej. Dodatkowo firma odpowiedzialna jest też za wytworzenie oprogramowania wbudowanego, niezbędnego do obsługi całego systemu.
– Obecnie jesteśmy w fazie projektowania rozwiązania i nasz projekt zakończy się w 2025 roku. Natomiast jest to jeden z wielu elementów potrzebnych do satelitarnej dystrybucji klucza kwantowego – mówi prezes AROBS Polska. – Trzeba przyznać, że jest to projekt trudny, o dużym stopniu złożoności, o czym najlepiej świadczy fakt, że tego typu rozwiązań obecnie nie ma jeszcze na europejskim rynku.
We współpracę zaangażowane są również zespoły z Politechniki Mediolańskiej i Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu. Włosi projektują i wytwarzają detektory stanowiące serce układu, a grupa badawcza z UMK jest odpowiedzialna za opracowanie torów optycznych i przeprowadzenie pełnego testu odbiornika. Całkowita wartość projektu to 800 tys. euro, a zakładany czas realizacji wynosi 24 miesiące.
Technologia rozwijana przez ESA (obecnie pracują nad nią też m.in. Chiny, które też mają już na tym polu pierwsze sukcesy) w przyszłości ma znaleźć zastosowanie w wielu branżach, zwłaszcza tych, które są oparte na danych i potrzebie zagwarantowania ich poufności, jak np. bankowość i finanse, medycyna czy obronność i administracja rządowa.
– Tego typu szyfrowanie będzie użyteczne przede wszystkim w odniesieniu do poufnych danych, które mają długi termin przydatności – mówi Michał Drogosz. – Odbiorcą tego rozwiązania będą w pierwszej kolejności instytucje lub duże firmy, na przykład banki, które będą wykorzystywały ten rodzaj szyfrowania choćby do przechowywanie bardzo istotnych informacji czy przesyłania ich pomiędzy oddziałami.
Prace nad przełomowymi innowacjami prowadzą już nawet nastolatkowie. Młodzi badacze otrzymali granty na rozwój...
Sport z rekordowym finansowaniem. Budżet na 2023 rok sięgnie 3,5 mld zł
W 2022 roku wyjątkowo dobre były nie tylko wyniki polskich sportowców, np. tenisistki Igi Świątek, reprezentacji siatkarzy, koszykarzy czy piłkarzy, ale także finanse polskiego sportu. Budżet na 2022 rok zamknął się kwotą 2,4 mld zł, a na 2023 rok wzrośnie o kolejny ponad 1 mld zł. Kluczowym przedsięwzięciem, które zaplanowano na dwa najbliższe lata, ma być budowa tysiąca hal sportowych przy polskich szkołach. Rekordowe wsparcie otrzymają też m.in. Szkolne Kluby Sportowe i certyfikowane szkółki piłkarskie. Największą imprezą, jaka czeka nas w 2023 roku, będą Igrzyska Europejskie w Krakowie. Ubiegły rok pokazał, że z organizacją sportowych wydarzeń dobrze sobie radzimy.
– Rok 2022 zamknęliśmy rekordowym budżetem również w odniesieniu do planu, który przejęliśmy. Ministerstwo Sportu i Turystyki zostało odtworzone w październiku 2021 roku. Wówczas prace budżetowe były już zaawansowane i budżet, który przypadł na część dotyczącą kultury fizycznej, to było 1,7 mld zł. To i tak był budżet znacznie większy niż wykonanie budżetu za 2021 rok, bo było to 1,4 mld, a my zamknęliśmy go kwotą 2,4 mld zł – mówi w wywiadzie dla agencji Newseria Biznes minister sportu i turystyki Kamil Bortniczuk.
Ponad 650 mln zł trafiło w 2022 roku na sport wyczynowy, a 400 mln zł – na sport powszechny. 750 mln zł zasiliło inwestycję w infrastrukturę sportową. 66 mln zł przeznaczono na sport osób z niepełnosprawnościami. W projekcie budżetu na 2023 rok zapisano kwotę dwukrotnie wyższą, niż planowano w roku ubiegłym. Ma to być rekordowe 3,5 mld zł. Dla porównania w 2015 roku budżet nie przekroczył 1 mld zł.
– Wzrosty te wynikają przede wszystkim z szeregu inicjatyw, które wykazujemy w Ministerstwie Sportu i Turystyki i z nowych programów, chociażby największego programu rozwoju infrastruktury sportowej w historii Polski, czyli programu budowy tysiąca nowych hal przy polskich szkołach. W ślad za tym łatwiej nam pozyskiwać środki na te dobre pomysły – wyjaśnia minister.
W 2022 roku pojawiły się takie projekty jak Program Upowszechniania Strzelectwa wśród młodzieży szkolnej, studentów i osób dorosłych, modernizacja kompleksów sportowych „Moje Boisko – Orlik 2012” czy program Tenisowa Polska. Niektóre z nowych inicjatyw będą kontynuowane i rozszerzane również w tym roku. Zapowiadany program budowy tysiąca hal sportowych pochłonie 2 mld zł w latach 2023–2024. Będzie w nim można uzyskać dofinansowanie na poziomie 70 proc. wartości inwestycji, a nabór wniosków rozpocznie się w lutym. To kolejna inicjatywa, która ma na celu promowanie aktywności fizycznej wśród dzieci i młodzieży. Resort sportu ma w swoich planach także wpisanie programu Sportowe Talenty do podstawy programowej w szkołach. W tym roku szkolnym jest on prowadzony pilotażowo w dwóch województwach: opolskim i lubelskim. To narzędzie, które pozwala nauczycielom ocenić potencjał sportowy uczniów.
Promowanie aktywności fizycznej wśród dzieci jest tym bardziej istotne, że na jej niski poziom wskazują dane statystyczne. Z badań przeprowadzonych w ramach czwartej edycji międzynarodowego projektu „Active Healthy Kids”, prowadzonego z udziałem ekspertów z Instytutu Matki i Dziecka, wynika, że zaledwie niespełna 17 proc. polskich dzieci jest umiarkowanie bądź intensywnie aktywne fizycznie przez przynajmniej godzinę dziennie, siedem dni w tygodniu. W skali szkolnej autorzy raportu ocenili ten poziom aktywności na ocenę niedostateczną. Z kolei Najwyższa Izba Kontroli alarmuje, że 14,5 proc. polskich dzieci ma nadwagę, a 7,2 proc. – otyłość.
– To poważne wyzwanie, przed którym stoi cała nasza cywilizacja. Jest bardzo dużo alternatywnych form spędzania wolnego czasu przez młodzież dla aktywności fizycznej, pozornie atrakcyjnych, ale z aktywnością fizyczną nie tylko niezwiązanych, ale wręcz zniechęcających do niej i promujących siedzący tryb życia. Mam tutaj na myśli różnego rodzaju tablety, komputery, konsole do gier, aktywność w internecie. Staramy się na to odpowiadać, wykorzystując również te zdobycze. Program Sportowe Talenty będzie miał odnogę w postaci aplikacji na smartfony, która poprzez grywalizację będzie mogła rozruszać młode pokolenie – zapowiada szef resortu sportu i turystyki.
Do szkół wrócił już Program SKS. Szkolne Kluby Sportowe w 2023 roku mają otrzymać najwyższe w historii wsparcie w wysokości 70 mln zł. W 2022 roku było to 58 mln zł. Dofinansowywane mają też być nadal certyfikowane szkółki piłkarskie.
Rosnący budżet dla sportu w 2023 roku to również efekt inflacji.
– W związku z wojną na Ukrainie mamy do czynienia z kryzysem energetycznym, a to się przekłada na wzrost cen w różnych sektorach, np. wzrost cen energii czy biletów lotniczych. Chcieliśmy zapewnić polskim związkom sportowym, a za ich pośrednictwem polskim sportowcom, takie budżety, które niezależnie od tych negatywnych trendów światowych pozwolą w najgorszym wypadku prowadzić akcje szkoleniowe z taką samą intensywnością jak dotychczas. A w większości przypadków, szczególnie jeżeli mowa o tych związkach, które osiągały sukcesy w ostatnich latach i które promuje algorytm używany do określenia wysokości wsparcia, znacznie większe niż kwota inflacji – podkreśla Kamil Bortniczuk.
W 2022 roku reprezentanci Polski zdobyli łącznie 844 medale na imprezach rangi międzynarodowej w sportach olimpijskich (187 medali), nieolimpijskich (258 medali) i współzawodnictwie osób z niepełnosprawnościami (193 medale). Do największych sukcesów Polaków należy zaliczyć m.in. awans Igi Świątek, która od kwietnia ub.r. jest liderką singlowego rankingu WTA, wicemistrzostwo świata polskich siatkarzy, brązowy medal Dawida Kubackiego na zimowych igrzyskach olimpijskich w Pekinie, cztery medale Polaków na lekkoatletycznych mistrzostwach świata w USA, mistrzostwo Europy kobiet w rugby 7 w Krakowie, czwarte miejsce polskich koszykarzy na mistrzostwach Europy czy awans piłkarskiej reprezentacji Polski do 1/8 finału mundialu po 36 latach.
– W 2022 roku udało się w sporcie bardzo wiele. Największe sukcesy należą oczywiście do polskich sportowców, którym my we współpracy ze związkami sportowymi tylko stwarzamy warunki do tego, aby się jak najlepiej do swoich występów przygotować. Ale mamy też sukcesy legislacyjne, chociażby związane z dyplomacją sportową i inicjatywami zmierzającymi do tego, aby rosyjski sport objąć sankcjami w związku z tymi haniebnymi czynami, których Rosjanie dopuszczają się na Ukrainie – mówi minister sportu i turystyki. – Cały czas 40 ministrów sportu krajów wolnego świata mówi głosem, który jako pierwszy wybrzmiał w Polsce.
W 2022 roku odbyły się w Polsce 74 imprezy sportowe rangi mistrzostw świata, pucharu świata i zawodów zaliczanych do klasyfikacji światowej. Część imprez została odebrana Rosji w związku z agresją na Ukrainę. Ministerstwo Sportu i Turystyki przeznaczyło na organizację wszystkich wydarzeń 180 mln zł, z czego 120 mln zł dodatkowych środków na imprezy sportowe przejęte od Rosji. Największą imprezą sportową w 2023 roku będą III Igrzyska Europejskie w Krakowie. To 28 dyscyplin, w większości olimpijskich, które zostaną rozegrane w 11 lokalizacjach. 95 proc. dyscyplin będzie się odbywać w randze kwalifikacji olimpijskich i mistrzostw Europy.