Technika obrazowania kwantowego zwiastuje wykrywanie niezakłóconych statków powietrznych

Zagłuszanie sygnałów radarowych to coraz bardziej wyrafinowana sprawa. Istnieją różne techniki, takie jak zagłuszanie częstotliwości radaru hałasem lub upuszczanie plew w celu stworzenia fałszywego odbicia. Jednak najbardziej zaawansowane systemy radarowe mogą obejść te podstępy.

Tak więc bardziej wyrafinowanym pomysłem jest przechwycenie sygnału radaru i zmodyfikowanie go w sposób, który daje fałszywe informacje o celu przed odesłaniem go. O wiele trudniej jest przechytrzyć.

Ale dzisiaj Mehul Malik i koledzy z University of Rochester w stanie Nowy Jork pokazują, jak to zrobić.

Ci faceci opierają swoją technikę na kwantowych właściwościach fotonów, aw szczególności na fakcie, że każda próba zmierzenia fotonu zawsze niszczy jego kwantowe właściwości.

Ich ideą jest więc wykorzystanie spolaryzowanych fotonów do wykrywania i obrazowania obiektów. Odbite fotony można oczywiście wykorzystać do zbudowania obrazu obiektu. Ale przeciwnik może przechwycić te fotony i wysłać je ponownie w sposób, który zamaskuje kształt obiektu lub sprawi, że będzie wyglądał, jakby był gdzie indziej.

Jednak taki proces zawsze zmieniałby właściwości kwantowe fotonów, takie jak ich polaryzacja. Dlatego zawsze powinno być możliwe wykrycie takich zakłóceń. Aby zablokować nasz system obrazowania, obiekt musi zakłócić delikatny stan kwantowy fotonów obrazowania, wprowadzając w ten sposób błędy statystyczne, które ujawniają jego aktywność, mówią Malik i spółka.

Tak mniej więcej działa dystrybucja klucza kwantowego dla kryptografii. Pomysł polega na tym, że każdy podsłuchujący zmieniłby właściwości kwantowe klucza, a tym samym ujawniłby swoją obecność. Jedyna różnica w scenariuszu obrazowania kwantowego polega na tym, że wiadomość jest wysyłana i odbierana przez tę samą osobę.

Malik i spółka przetestowali swój pomysł, odbijając fotony od celu w kształcie samolotu i mierząc wskaźnik błędu polaryzacji w sygnale powrotnym. Bez żadnego podsłuchiwania system z łatwością zobrazował samolot.

Ale kiedy przeciwnik przechwycił fotony i zmodyfikował je, aby odesłać obraz ptaka, zakłócenia były łatwe do zauważenia, mówią Malik i spółka.

To imponująca demonstracja pierwszego systemu obrazowania, którego nie można zakłócić dzięki mechanice kwantowej.

Nie oznacza to, że technika jest idealna. Cierpi na te same ograniczenia, które nękają wczesne systemy kryptografii kwantowej, które są teoretycznie bezpieczne, ale w praktyce można je złamać.

Na przykład, zamiast wysyłać pojedyncze fotony, system obrazowania kwantowego wysyła impulsy fotonowe zawierające kilka fotonów. Jeden lub więcej z nich może być łatwo odprowadzony i przeanalizowany przez przeciwnika, a nikt inny nie będzie mądrzejszy.

Istnieje jednak coraz szersza gama rozwiązań tych problemów związanych z dystrybucją kluczy kwantowych, które mogą pomóc w zwiększeniu bezpieczeństwa tego systemu obrazowania kwantowego.

Być może najlepsze jest to, że tego rodzaju system można z łatwością uruchomić już teraz. Techniki te są dobrze znane i szeroko stosowane w laboratoriach optycznych na całym świecie. Nie ma więc powodu, aby tego zabezpieczenia nie można było stosunkowo szybko i tanio dodać do istniejących systemów obrazowania.

Interesujące rzeczy!

Nr ref.: arxiv.org/abs/1212.2605 : Obrazowanie z zabezpieczeniem kwantowym

ukryć