Vyriausybės laboratorija atskleidžia, kad kvantinį internetą naudoja daugiau nei dvejus metus

Viena iš saugumo ekspertų svajonių – sukurti kvantinį internetą, kuris leistų puikiai saugiai bendrauti remiantis galingais kvantinės mechanikos dėsniais.

Pagrindinė mintis čia yra ta, kad kvantinio objekto, pavyzdžiui, fotono, matavimas visada jį keičia. Taigi bet koks bandymas pasiklausyti kvantinio pranešimo negali nepalikti signalinių šnipinėjimo ženklų, kuriuos gali aptikti imtuvas. Tai leidžia bet kam siųsti a vienkartinis padas per kvantinį tinklą, kuris vėliau gali būti naudojamas saugiam ryšiui naudojant įprastą klasikinį ryšį.

Tai puikiai nustato visiškai saugų pranešimų siuntimą, vadinamą kvantine kriptografija, ir tai iš tikrųjų yra gana paprastas metodas bet kuriai pusiau tinkamai kvantinės optikos laboratorijai. Iš tiesų, įmonė paskambino Kvantinis ID parduoda jau paruoštą sistemą, kuri pradėjo traukti bankus ir kitas organizacijas, besidominčias tobulu saugumu.

Tačiau šios sistemos turi svarbų apribojimą. Dabartinės kartos kvantinės kriptografijos sistemos yra taškas į tašką jungtys per vieną pluošto ilgį, todėl jos gali siųsti saugius pranešimus iš A į B, bet negali nukreipti šios informacijos į C, D, E arba F. Taip yra todėl, kad pranešimo nukreipimas reiškia jo dalies, nurodančios, kur jis turi būti nukreiptas, skaitymą. Ir tai neišvengiamai keičia, bent jau naudojant įprastus maršrutizatorius. Dėl to kvantinis internetas neįmanomas naudojant šiuolaikines technologijas

Įvairios komandos lenktyniauja kurdamos kvantinius maršrutizatorius, kurie išspręs šią problemą valdydami kvantinius pranešimus jų nesunaikindami. Pernai pažiūrėjome vieną pirmųjų . Tačiau tiesa ta, kad šie įrenginiai vis dar šiek tiek skiriasi nuo komercinės realybės.

Šiandien Richardas Hughesas ir draugai iš Los Alamos nacionalinės laboratorijos Naujojoje Meksikoje atskleidžia alternatyvų kvantinį internetą, kurį, jų teigimu, naudoja dvejus su puse metų. Jų požiūris yra sukurti kvantinį tinklą, pagrįstą centru ir stipinų tipo tinklu. Visi pranešimai yra nukreipiami iš bet kurio tinklo taško į kitą per šį centrinį centrą.

Toks metodas išbandomas ne pirmą kartą. Idėja yra ta, kad pranešimai centrui priklauso nuo įprasto kvantinio saugumo lygio. Tačiau patekę į centrą, jie konvertuojami į įprastinius klasikinius bitus, o vėliau paverčiami kvantiniais bitais, kad būtų išsiųsti į antrąjį kelionės etapą.

Taigi, kol šakotuvas yra saugus, tinklas taip pat turėtų būti saugus.

Šio metodo problema yra mastelio keitimas. Didėjant nuorodų į šakotuvą skaičiui, darosi vis sunkiau tvarkyti visus galimus ryšius, kurie gali būti užmegzti tarp vieno tinklo taško ir kito.

Hughesas ir kolegos teigia, kad tai išsprendė taikydami unikalų metodą, pagal kurį kiekvienas tinklo mazgas aprūpina kvantiniais siųstuvais, t. y. lazeriais, bet ne fotonų detektoriais, kurie yra brangūs ir dideli. Tik šakotuvas gali priimti kvantinį pranešimą (nors visi mazgai gali siųsti ir priimti įprastus pranešimus įprastu būdu).

Tai gali atrodyti ribotai, bet vis tiek leidžia kiekvienam mazgui nusiųsti vienkartinį bloką į šakotuvą, kurį jis naudoja saugiam ryšiui klasikiniu ryšiu. Tada centras gali nukreipti šį pranešimą į kitą mazgą, naudodamas kitą laiko žymą, kurią jis nustatė su šiuo antruoju mazgu. Taigi visas tinklas yra saugus, jei yra saugus ir centrinis šakotuvas.

Didelis šios sistemos pranašumas yra tas, kad kiekviename mazge reikalinga technologija yra labai paprasta – iš esmės tai yra šiek tiek daugiau nei lazeris. Tiesą sakant, Los Alamos jau sukūrė ir pagamino „plug-and-play“ tipo modulius, kurie yra maždaug degtukų dėžutės dydžio. Jie sako, kad mūsų naujos kartos [modulis] bus eilės tvarka mažesnis kiekviename tiesiniame matmenyje.

Jų galutinis tikslas yra turėti vieną iš šių modulių, integruotų į beveik bet kurį įrenginį, prijungtą prie šviesolaidinio tinklo, pavyzdžiui, televizoriaus priedėlius, namų kompiuterius ir pan., kad būtų galima saugiai siųsti pranešimus.

Šią sistemą eksploatuojanti daugiau nei dvejus metus, Los Alamos dabar labai įsitikinę jos veiksmingumu.

Žinoma, tinklas niekada negali būti saugesnis nei jo viduryje esantis centras, ir tai yra svarbus šio požiūrio apribojimas. Priešingai, grynas kvantinis internetas turėtų leisti visiškai saugų ryšį iš bet kurio tinklo taško į bet kurį kitą.

Kitas dalykas yra tai, kad šis metodas pasens, kai tik kvantiniai maršrutizatoriai taps komerciškai gyvybingi. Taigi bet kuriam investuotojui kyla klausimas, ar jie gali atgauti savo pinigus anksčiau laiko. Tikėtina, kad jiems nereikės ilgai laukti, kad sužinotų.

Nuoroda: arxiv.org/abs/1305.0305 : Į tinklą orientuotas kvantinis ryšys su taikymu ypatingos svarbos infrastruktūros objektų apsaugai

paslėpti