Tudomány

Az űralapú kvantumkommunikációs kísérlet forradalmasíthatja a titkosítást

Az űralapú kvantumkommunikációs kísérlet forradalmasíthatja a titkosítást

Egy rettenthetetlen kutatócsoport új, innovatív protokollt hozott létre a kvantumkommunikációhoz - derül ki a Space.com exkluzív jelentéséből.

Ez forradalmasíthatja a bizalmas információk titkosítását és küldését.

KAPCSOLÓDÓ: A QUANTUM KOMMUNIKÁCIÓ ÚJ TÖRTÉNÉSE ÍGÉRETET MUTAT

Téralapú kvantumkommunikációs kísérlet

A csapat új kvantummódszere egy alacsony pályájú műhold segítségével kívánja titkosított üzeneteket továbbítani a földi állomásokra nagyobb fizikai távolságon, mint a nagy hatótávolságú kommunikáció egyéb módszerei.

Ez forradalmasíthatja, hogy miként osztjuk meg a korlátozott számú szem számára a legalkalmasabb adatokat - védve az információkat a növekvő globális kiberbiztonsági fenyegetések idején.

A kvantumkommunikáció - más néven kvantumkulcs-elosztás - az egyik eszközről a másikra küldött adatokat a fizika törvényeinek felhasználásával kódolja. Ez úgy történik, hogy titkosított adatokat küldenek kvantumbiteknek vagy kvbiteknek nevezett részecskéken keresztül - írja a Space.com.

Qubits: hogyan működik a kvantumkommunikáció

A Qubits tulajdonságai párokban vannak összekapcsolva, amelyeket véletlenszerű sorrendben állítanak elő. Ez azt jelenti, hogy a küldő és a fogadó eszköz között megosztott qubit-párok megírnak egy titkos kifejezést, amelyet később az adatok utólagos továbbításának titkosítására használnak.

A kvantumkommunikációs rendszerek egyetlen foton (önmagában a fény) használatával működnek - amelyek kvantum szuperpozíciós állapotban vannak kódolva, ahol a részecskék hullámként viselkednek. A kódolás után ezeket a fotonokat távoli helyekre továbbítják.

Ezt a kódolási és dekódolási mechanizmust használják a távoli felek, amelyek mindegyike osztozik egy véletlenszerű bitben, amelyet titkos kulcsoknak neveznek. Ezeket viszont titkos üzenetek titkosítására és visszafejtésére használják.

Kvantumkulcsok adaptálása a LEO-ban a kínai Miciusszal

"Korábbi kísérletek a kvantumkulcsok közvetlen terjesztésére két földi felhasználó között valós körülmények között csak mintegy 100 kilométeres távolságot értek el" - mondta Jian-Wei Pan, kvantumfizikus, a Kínai Tudományos és Technológiai Egyetem fizika professzora. az új tanulmány vezető szerzője is a Space.com-ra. "A probléma kecsegtető megoldása a műholdak kiaknázása."

A kísérletben részt vevő kutatók az ősi kínai filozófusról elnevezett Micius nevű, alacsony földi pályán (LEO) működő műholdat használták átviteli forrásként, ahonnan az adatokat egy optikai földi állomáshoz kapcsolják.

A 2016-ban indított Micius volt a világ első kvantumkommunikációs műholdja, és azóta is nagyjából 18 000 mph (28 968 km / h) sebességgel mozog a LEO-ban.

Kvantum összefonódás a LEO-ban

A Micius műhold fedélzetén összefonódott fotonpárok keletkeznek, felosztódnak, majd két kétirányú lefelé mutató linken keresztül két földi obszervatóriumba kerülnek Kínában, Delinghában és Nanshanban, amelyek 756 mérföldre (1200 km) vannak egymástól.

A kísérlet sikeresen megnövelte a két fél közötti távolságot a többi kísérlethez képest. A korábbiakban kvantumkommunikációs kísérleteket 62 mérföld (nagyjából 100 km) hatótávolságon tettek meg.

Most 756 mérföldön (nagyjából 1200 km) dolgoznak - írja a Space.com.

A téralapú kvantumkommunikációnak nagyobb a tényleges távolsága

Ez részben annak köszönhető, hogy a Micius környezetében nincsenek különböző anyagok. Az űrben semmi sem akadályozza az adásokat. Semmi, mint a levegő, gázok, víz vagy maga a sziklás Föld.

"Így kényelmesen összekapcsolható két távoli pont a Földön, jelentősen csökkentett csatornavesztéssel, mivel a fotonok terjedési útjának nagy része az üres térben található, elhanyagolható veszteséggel és dekoherenciával" - mondta Pan a Space.com-nak.

Ez az űralapú kísérlet 2017 óta folytatódik, amikor a kvantumkommunikáció még inkább kialakult. 2017 szeptemberében Kína bevezette a világ első távolsági kvantumkommunikációs vezetékes vonalát, amely összekötötte Pekinget Sanghajjal.

A kvantumkommunikáció kezd kinézni az adatcsere következő generációs szabványának - új és páratlan biztonságot kínál az érzékeny információk világszerte történő megosztásának eszközeként. Ez a legutóbbi kísérlet a LEO-ban megtestesíti a titkosított adatok megosztására szolgáló új globális rendszer kifejlesztését, amely a szakértők szerint gyakorlatilag hackerbiztos.


Nézd meg a videót: Farkas Bálint, Microsoft - Egymillió év egy óra alatt, a kvantumszámítógép hajnala (December 2021).