Co když drony nepotřebují vysílačky, aby spolupracovaly? Vědci vyvíjejí způsob, jak využít kvantové provázání k řízení rojů v prostředí bez signálu – a naznačují budoucnost, kde strojům stačí sdílený stav, ne slova.
Představte si roj dronů, který koordinuje svou činnost uprostřed zóny postižené katastrofou, v hlubokém tunelu nebo nad měsíční krajinou bez pokrytí rádiovou, satelitní nebo mobilní sítí. Nebo ve scénářích, kde se používají systémy rušení rádiového signálu, které oslepují všechna zařízení pokoušející se komunikovat, se nabízí otázka: jak by mohla sdílet informace a přijímat společná rozhodnutí, pokud jejich tradiční komunikační kanály selžou? Odpověď by mohla spočívat v jednom z nejúžasnějších jevů moderní fyziky: kvantovém provázání, hluboké vazbě, která spojuje dvě částice, i když jsou od sebe vzdáleny velké vzdálenosti.
Až dosud se multiagentní systémy, jako jsou hejna dronů nebo týmy autonomních robotů, vždy spoléhaly na nepřetržitou bezdrátovou komunikaci, aby mohly koordinovat své akce. Děje se tak v rozmanitých aplikacích, jako jsou pátrací a záchranné operace, monitorování životního prostředí, lesní požáry, průzkum nebezpečného terénu nebo vojenské mise v nepřátelském prostředí. Velký problém nastává, když se tyto signály ztratí, jsou blokovány nebo rušeny, což drasticky snižuje schopnost agentů fungovat jako soudržný tým. Nedávné konflikty ukázaly, jak rušení (záměrné blokování rádiových frekvencí) může způsobit, že bezpilotní letouny a roboti, kteří se spoléhají na konvenční datové spojení, jsou prakticky „hluší a němí“.
Ale co kdyby se zařízení o sobě navzájem něco dozvěděla, aniž by bylo nutné vyslat explicitní zprávu z bodu A do bodu B? Zde přichází na řadu kvantové provázání. Tento jev, který Einstein popsal jako „působení ducha na dálku“, umožňuje dvěma kvantovým částicím neoddělitelně sdílet jeden stav; jakékoli měření jedné z nich je korelováno s měřením druhé, bez ohledu na to, jak daleko jsou od sebe vzdáleny.
QUANTUM DRONE SWARMS: WHEN PHYSICS BECOMES THE NETWORK
Researchers are proposing disaster-response drone swarms linked using quantum entanglement, allowing them to coordinate even when GPS, radio, and internet signals are jammed or destroyed.
The idea: entangled photon pairs… pic.twitter.com/LHrMMxptyG
— Mario Nawfal (@MarioNawfal) December 24, 2025
Je důležité objasnit jednu nuanci: podle současné fyziky entanglement sám o sobě neumožňuje posílat klasické zprávy rychleji než světlo. To, co dělá, je vytváření okamžitých korelací mezi výsledky měření. Návrh výzkumníků nespočívá v porušení zákonů relativity, ale ve využití těchto korelací jako dodatečného koordinačního zdroje pro distribuované systémy umělé inteligence, a to i v případě, že jsou obvyklé komunikační kanály znehodnoceny nebo chybí.
Tým vědců z Virginia Tech navrhl radikální přístup: namísto sdílení dat prostřednictvím rádiových vln nebo internetu (což vždy vyžaduje kanál, signál a fyzické médium) by roboti a drony mohli ke koordinaci využívat vzájemně propojené qubity, čímž by vznikl typ komunikace, který není závislý na konvenčně přenášeném signálu. Nejedná se o „posílání“ bitů informací z jednoho dronu do druhého, ale o sdílení společného kvantového zdroje všemi agenty, který ovlivňuje způsob jejich učení a rozhodování.
Autoři nové studie vyvinuli rámec nazvaný eQMARL (entangled quantum multi-agent reinforcement learning). Namísto předávání zpráv o pozorování nebo rozhodnutích, jak by tomu bylo v klasickém systému, dostává každý agent v systému (dron nebo robot) sadu entanglovaných qubitů. Když dron interaguje se svým prostředím (zjistí překážku, změní trasu nebo vnímá hrozbu), modifikuje svůj qubit prostřednictvím kvantových operací definovaných učícím algoritmem. Díky provázanosti sdílejí ostatní agenti korelovaný stav a mohou koherentně upravovat své vlastní chování, i když nebyl vyslán žádný tradiční signál.
Alexander DeRieux, vedoucí studie, to vysvětluje s překvapivou jednoduchostí: „To, co jsme vyvinuli, je vlastně schéma učení, které využívá toho, že když něco uděláte s jednou polovinou páru qubitů, udělá to něco i s druhou. Nezajímá nás nutně, co to udělá, ale jen to, že ke změně dojde.“ Tento přístup umožňuje agentům učit se metodou pokusů a omylů a společně zlepšovat své chování bez explicitní výměny dat, což je cenné zejména v případech, kdy tradiční komunikace selhává nebo je nespolehlivá.
Abychom to pochopili pomocí jednoduché analogie, můžeme si představit, že každý dron má nejen své senzory a procesor, ale také jakousi „kvantovou kostku“ sdílenou se zbytkem roje. Pokaždé, když jeden z nich jedná, „hodí“ svou částí kostky a výsledek je korelován s výsledkem ostatních. Algoritmus učení je navržen tak, aby těchto korelací využíval: postupem času skupina objevuje efektivnější kolektivní strategie, než kdyby každý jednal zcela samostatně. Nejde o to, že by si navzájem posílali neviditelné zprávy, ale o to, že všichni pijí ze stejného zdroje strukturované náhodnosti.
To vše zatím zůstává laboratoří nápadů, ale nedávná historie technologií nám připomíná, že mnoho nástrojů, které dnes považujeme za každodenní – od GPS po chytré telefony – se zrodilo jako experimenty vzdálené v čase a zdánlivě odtržené od každodenního života. Kvantové provázání aplikované na hejna dronů by mohlo být jedním z těchto experimentů, které časem nenápadně změní způsob, jakým komunikujeme, zkoumáme a chráníme se.