211service.com
Valdības laboratorija atklāj, ka tā ir izmantojusi kvantu internetu vairāk nekā divus gadus
Viens no drošības ekspertu sapņiem ir izveidot kvantu internetu, kas ļauj nevainojami droši sazināties, balstoties uz spēcīgajiem kvantu mehānikas likumiem.
Pamatideja šeit ir tāda, ka kvantu objekta, piemēram, fotona, mērīšanas darbība vienmēr to maina. Tāpēc jebkurš mēģinājums noklausīties kvantu ziņojumu nevar neatstāt snoopinga pazīmes, kuras saņēmējs var atklāt. Tas ļauj ikvienam nosūtīt a vienreizējs paliktnis kvantu tīklā, ko pēc tam var izmantot drošai saziņai, izmantojot parasto klasisko komunikāciju.
Tas lieliski nosaka perfekti drošu ziņojumapmaiņu, ko sauc par kvantu kriptogrāfiju, un patiesībā tā ir diezgan vienkārša metode jebkurai daļēji pienācīgai kvantu optikas laboratorijai. Patiešām, uzņēmums sauca Kvantu ID pārdod jau gatavu sistēmu, kas ir sākusi piesaistīt bankas un citas organizācijas, kuras interesējas par perfektu drošību.
Tomēr šīm sistēmām ir būtisks ierobežojums. Pašreizējās paaudzes kvantu kriptogrāfijas sistēmas ir no punkta uz punktu savienojumi vienā šķiedras garumā, tāpēc tās var nosūtīt drošus ziņojumus no A uz B, bet nevar novirzīt šo informāciju tālāk uz C, D, E vai F. Tas ir tāpēc, ka ziņojuma maršrutēšana nozīmē nolasīt tā daļu, kas norāda, kur tas ir jāmaršrutē. Un tas neizbēgami to maina, vismaz ar parastajiem maršrutētājiem. Tas padara kvantu internetu neiespējamu ar mūsdienu tehnoloģijām
Dažādas komandas sacenšas, lai izstrādātu kvantu maršrutētājus, kas novērsīs šo problēmu, vadot kvantu ziņojumus, tos neiznīcinot. Mēs apskatījām vienu no pirmajiem pagājušajā gadā. Bet patiesība ir tāda, ka šīs ierīces joprojām ir zināmā mērā no komerciālās realitātes.
Šodien Ričards Hjūzs un draugi no Los Alamos National Labs Ņūmeksikā atklāj alternatīvu kvantu internetu, ko viņi saka, ka viņi darbojas divarpus gadus. Viņu pieeja ir izveidot kvantu tīklu, kura pamatā ir centrmezgls un spieķu tipa tīkls. Visi ziņojumi tiek maršrutēti no jebkura tīkla punkta uz citu, izmantojot šo centrālo centru.
Šī nav pirmā reize, kad tiek izmēģināta šāda veida pieeja. Ideja ir tāda, ka ziņojumi centrmezglam ir atkarīgi no parastā kvantu drošības līmeņa. Tomēr, nonākot centrmezglā, tie tiek pārveidoti par parastajiem klasiskajiem bitiem un pēc tam tiek pārveidoti kvantu bitos, lai tie tiktu nosūtīti ceļojuma otrajā posmā.
Tātad, kamēr centrmezgls ir drošs, arī tīklam jābūt drošam.
Šīs pieejas problēma ir mērogojamība. Palielinoties saišu skaitam uz centrmezglu, kļūst arvien grūtāk apstrādāt visus iespējamos savienojumus, ko var izveidot starp vienu tīkla punktu un citu.
Hjūzs un kolēģi apgalvo, ka ir to atrisinājuši ar savu unikālo pieeju, kas aprīko katru tīkla mezglu ar kvantu raidītājiem, t.i., lāzeriem, bet ne ar fotonu detektoriem, kas ir dārgi un apjomīgi. Tikai centrmezgls spēj saņemt kvantu ziņojumu (lai gan visi mezgli var nosūtīt un saņemt parastos ziņojumus parastajā veidā).
Tas var izklausīties ierobežojoši, taču tas joprojām ļauj katram mezglam nosūtīt vienreizēju bloknotu uz centrmezglu, ko tas pēc tam izmanto, lai droši sazinātos, izmantojot klasisko saiti. Pēc tam centrmezgls var novirzīt šo ziņojumu uz citu mezglu, izmantojot citu vienu laika bloku, ko tas ir iestatījis ar šo otro mezglu. Tātad viss tīkls ir drošs, ja arī centrālais centrmezgls ir drošs.
Šīs sistēmas lielā priekšrocība ir tā, ka tā padara katrā mezglā nepieciešamo tehnoloģiju ārkārtīgi vienkāršu — būtībā nedaudz vairāk par lāzeru. Faktiski Los Alamos jau ir izstrādājis un uzbūvējis plug-and-play tipa moduļus, kas ir aptuveni sērkociņu kastes lielumā. Viņi saka, ka mūsu nākamās paaudzes [modulis] katrā lineārajā dimensijā būs par lielumu mazāks.
To galvenais mērķis ir, lai viens no šiem moduļiem būtu iebūvēts gandrīz jebkurā ierīcē, kas savienota ar optiskās šķiedras tīklu, piemēram, televizora pierīcēm, mājas datoriem un tā tālāk, lai nodrošinātu nevainojami drošu ziņojumapmaiņu.
Tagad, kad šī sistēma darbojas vairāk nekā divus gadus, Los Alamos ir ļoti pārliecināti par tās efektivitāti.
Protams, tīkls nekad nevar būt drošāks par centrmezglu tā vidū, un tas ir būtisks šīs pieejas ierobežojums. Turpretim tīram kvantu internetam vajadzētu nodrošināt pilnīgi drošu saziņu no jebkura tīkla punkta uz jebkuru citu.
Vēl viens ir tas, ka šī pieeja kļūs novecojusi, tiklīdz kvantu maršrutētāji kļūs komerciāli dzīvotspējīgi. Tāpēc jebkura investora jautājums ir par to, vai viņi var atgūt savu naudu pirms tam. Izredzes ir tādas, ka viņiem nebūs ilgi jāgaida, lai uzzinātu.
Atsauce: arxiv.org/abs/1305.0305 : uz tīklu orientēti kvantu sakari ar pielietojumu kritiskās infrastruktūras aizsardzībai