Китайские ученые научились передавать квантовые сообщения на большие расстояния
Исследователи из Университета науки и технологий Китая (USTC) нашли способ передачи квантовых сообщений, не поддающихся взлому. Передача квантовых сообщений на большие расстояния — основная проблема создания сети, которая будет недоступна хакерам, сообщает Live Science.
Каждый бит защищенных данных, которые вы когда-либо отправляете со своего телефона, передается на огромные расстояния в зашифрованном виде. Расшифровать этот набор данных возможно только с помощью ключа, в основном длинной строки чисел, которая перемешивается с передаваемой информацией. Однако эти системы уязвимы для атак со стороны того, кто подслушивает, когда передается ключ.
В 1980-х годах исследователи разработали теоретический метод генерации безопасных ключей с использованием квантовой механики. Ключи могут быть закодированы в квантовые свойства отдельных частиц. Преимущество этого метода состоит в том, что, согласно квантовой физике, сам акт наблюдения за частицей непоправимо изменяет ее. Таким образом, попытка перехвата квантового ключа будет немедленно обнаружена по изменениям в частицах.
В последние годы ученые начали создавать прототипы сетей распределения квантовых ключей с использованием фотонов. При шифровании MDI-QKD (measurement-device-independent quantum key distribution, независимое от измерительных устройств квантовое распределение ключей) и отправитель, и получатель сообщения отправляют свои квантовые ключевые фотоны одновременно. Каждый фотон содержит единственный бит информации: единицу или ноль. Хакер в этом случае может только сказать, были ли фотоны одинаковыми или разными, но не определить, что они передают: ноль или единицу.
Все эти единицы и нули составляют безопасный квантовый ключ. Однако система требует, чтобы оба фотона приходили на реле в одно и то же время. Даже с использованием специальных оптоволоконных кабелей это оказалось сложным из-за изменений температуры устройства. А отправка фотонов по воздуху требует учета атмосферной турбулентности, что делает выбор времени доставки еще более непредсказуемым.
Теперь же китайские исследователи отправили секретный ключ MDI-QKD через 11,9 миль (19,2 км) на открытом воздухе между двумя зданиями в городе Хэфэй. Чтобы гарантировать, что фотоны достигают реле в одно и то же время, они разработали алгоритмы, позволяющие устройствам отправителя и получателя учитывать колебания в этом участке атмосферы.
Следующим этапом будет отправка ключа MDI-QKD в космос, что потребует более совершенных алгоритмов, которые могут делать расчеты для больших расстояний, а также учитывать движение спутников. Движущаяся цель изменяет поведение фотонов, и это необходимо очень точно учитывать, чтобы понять смысл сигнала.
Если ученым это удастся, они создадут квантовую сеть, которую невозможно взломать ни одним из известных методов взлома кода. Это будет самая безопасная сеть дальней связи в мире.
Фото: University of Science and Technology of China
Играет ли Бог в кости: что такое квантовая запутанность
Ученые шифруют информацию с помощью кристаллов
