211service.com
Rządowe laboratorium ujawnia, że od ponad dwóch lat obsługuje internet kwantowy
Jednym z marzeń ekspertów ds. bezpieczeństwa jest stworzenie kwantowego Internetu, który umożliwi doskonale bezpieczną komunikację w oparciu o potężne prawa mechaniki kwantowej.
Podstawowa idea polega na tym, że czynność pomiaru obiektu kwantowego, takiego jak foton, zawsze go zmienia. Tak więc każda próba podsłuchania wiadomości kwantowej nie może nie pozostawić charakterystycznych śladów podsłuchiwania, które odbiorca może wykryć. To pozwala każdemu wysłać jednorazowa podkładka przez sieć kwantową, która może być następnie wykorzystana do bezpiecznej komunikacji przy użyciu konwencjonalnej komunikacji klasycznej.
To ładnie przygotowuje wszystko do doskonale bezpiecznego przesyłania wiadomości, znanego jako kryptografia kwantowa, i jest to w rzeczywistości dość prosta technika dla każdego w połowie przyzwoitego laboratorium optyki kwantowej. Rzeczywiście, firma o nazwie Identyfikator kwantowy sprzedaje ogólnodostępny system, który zaczął przyciągać banki i inne organizacje zainteresowane doskonałym bezpieczeństwem.
Systemy te mają jednak istotne ograniczenie. Obecna generacja systemów kryptografii kwantowej to połączenia typu punkt-punkt na jednym odcinku światłowodu, dzięki czemu mogą wysyłać bezpieczne wiadomości z punktu A do punktu B, ale nie mogą przesyłać tych informacji dalej do punktu C, D, E lub F. To dlatego, że ustawa trasowanie wiadomości oznacza odczytanie jej części, która wskazuje, dokąd ma zostać skierowana. A to nieuchronnie to zmienia, przynajmniej w przypadku konwencjonalnych routerów. To sprawia, że przy dzisiejszej technologii internet kwantowy jest niemożliwy
Różne zespoły ścigają się, aby opracować routery kwantowe, które rozwiążą ten problem, sterując wiadomościami kwantowymi bez ich niszczenia. Przyjrzeliśmy się jednemu z pierwszych w zeszłym roku. Ale prawda jest taka, że te urządzenia są wciąż dalekie od komercyjnej rzeczywistości.
Dzisiaj Richard Hughes i koledzy z Los Alamos National Labs w Nowym Meksyku ujawniają alternatywny internet kwantowy, który, jak twierdzą, używają od dwóch i pół roku. Ich podejście polega na stworzeniu sieci kwantowej opartej na piaście i sieci typu szprych. Wszystkie wiadomości są kierowane z dowolnego punktu sieci do innego za pośrednictwem tego centralnego węzła.
To nie pierwszy raz, kiedy tego typu podejście zostało wypróbowane. Pomysł polega na tym, że wiadomości wysyłane do centrum opierają się na zwykłym poziomie bezpieczeństwa kwantowego. Jednak po dotarciu do centrum są one konwertowane na konwencjonalne klasyczne bity, a następnie ponownie przekształcane w bity kwantowe, które są wysyłane na drugi etap ich podróży.
Tak długo, jak koncentrator jest bezpieczny, sieć również powinna być bezpieczna.
Problemem tego podejścia jest skalowalność. Wraz ze wzrostem liczby łączy z koncentratorem coraz trudniej jest obsługiwać wszystkie możliwe połączenia, które można nawiązać między jednym punktem w sieci a drugim.
Hughes i spółka twierdzą, że rozwiązali to dzięki swojemu unikalnemu podejściu, które wyposaża każdy węzeł w sieci w nadajniki kwantowe – tj. lasery – ale nie w detektory fotonów, które są drogie i nieporęczne. Tylko koncentrator jest w stanie odbierać wiadomość kwantową (chociaż wszystkie węzły mogą wysyłać i odbierać konwencjonalne wiadomości w normalny sposób).
Może to brzmieć ograniczająco, ale nadal pozwala każdemu węzłowi wysłać jednorazową podkładkę do koncentratora, której następnie używa do bezpiecznej komunikacji za pośrednictwem klasycznego łącza. Koncentrator może następnie skierować tę wiadomość do innego węzła za pomocą innego jednorazowego panelu czasowego, który został skonfigurowany z tym drugim węzłem. Tak więc cała sieć jest bezpieczna, pod warunkiem, że centralny hub jest również bezpieczny.
Dużą zaletą tego systemu jest to, że technologia wymagana w każdym węźle jest niezwykle prosta – w zasadzie niewiele więcej niż laser. W rzeczywistości Los Alamos już zaprojektowało i zbudowało moduły typu plug-and-play, które są wielkości pudełka zapałek. Mówią, że nasz [moduł] nowej generacji będzie o rząd wielkości mniejszy w każdym wymiarze liniowym.
Ich ostatecznym celem jest wbudowanie jednego z tych modułów w prawie każde urządzenie podłączone do sieci światłowodowej, takie jak dekodery telewizyjne, komputery domowe itp., aby umożliwić doskonale bezpieczną komunikację.
Używając tego systemu od ponad dwóch lat, Los Alamos jest teraz bardzo pewni jego skuteczności.
Oczywiście sieć nigdy nie może być bezpieczniejsza niż jej centralny węzeł i jest to ważne ograniczenie tego podejścia. Natomiast czysty internet kwantowy powinien umożliwiać doskonale bezpieczną komunikację z dowolnego punktu sieci do dowolnego innego.
Innym jest to, że takie podejście stanie się przestarzałe, gdy tylko routery kwantowe staną się opłacalne. Tak więc pytanie dla inwestorów brzmi, czy mogą odzyskać swoje pieniądze wcześniej. Wszystko wskazuje na to, że nie będą musieli długo czekać, aby się dowiedzieć.
Nr ref.: arxiv.org/abs/1305.0305 :Network-Centric Quantum Communications z aplikacją do ochrony infrastruktury krytycznej