Všeobecné

Nový výskum využíva kvantovú fyziku na bezpečný teleportovanie nezasiahnutých údajov


Po celom svete sa každý deň vyskytujú tisíce bezpečnostných hackerov. Iba v USA niektoré 4,000 ransomvérové ​​útoky kompromitujú údaje a nechávajú ľudí náchylných na ďalšie porušovanie údajov. Fyzici si však teraz myslia, že kvantová komunikácia by mohla byť riešením na vytvorenie neohrozených sietí.

Tím z University of Chicago skúma možnosti kvantového výpočtu na všeobecnej komunikácii, počítačoch a národnej bezpečnosti. Chcú vytvoriť kvantovú sieť rozprestierajúcu sa medzi Národným laboratóriom Argonne v odbore energetiky a Fermiho národným urýchľovačom - jedným z najdlhších spojení na svete na testovanie kvantovej fyziky.

Sieť by „teleportovala“ informácie o časticiach naprieč 30 míľ vzdialenosť. Problémy s bezpečnosťou stoja samotné americké hospodárstvo 57 miliárd dolárov o 109 miliárd dolárov v roku 2016. Očakáva sa, že tieto čísla stúpnu, keď bude k dispozícii online viac finančných informácií.

Experiment zahŕňa 70 kvantoví fyzici a inžinieri z celého sveta. Vedci dúfajú, že sa bude jednať o projekt raz za život.

"Je to vôbec prvýkrát, čo niekto plánoval uskutočniť takúto kvantovú sieť: permanentnú a fungujúcu kvantovú teleportačnú sieť na veľké vzdialenosti v USA," uviedol zástupca riaditeľa a vedúci výskumu Fermilab Joe Lykken. „Chceme demonštrovať podporujúcu kvantovú technológiu. A chceme zúročiť svoje odborné znalosti, aby sme vydláždili cestu ostatným pri vytváraní vlastných sietí. ““

Lykken vysvetlil, že by to mohlo navždy formovať budúcnosť kvantovej komunikácie. „Pred niekoľkými desaťročiami by bolo vybudovanie niečoho podobného iba snom. Ale robíme to teraz a čoskoro to budú môcť aj ostatní.“

Využitie zvláštnosti kvantovej fyziky

Nová komunikačná sieť prenikla do „podivných“ častí kvantovej mechaniky - najmä zmenených stavov. Vedci poznamenali, že kvantové systémy môžu byť neuskutočniteľné, pretože ak by sa niekto pokúsil pozrieť na prenos, samotný prenos by bol narušený.

Nielenže by to zničilo odosielané informácie, ale tiež by to upozornilo príjemcov a odosielateľov na tieto informácie pred hackerstvom. Tím vysvetlil, že to funguje prostredníctvom zamotaných častíc; to, čo sa stane jednému, sa stane druhému, aj keď sú od seba vzdialené kilometre.

Ak teda vedci zdieľajú zapletený pár medzi dvoma miestami, kvantová informácia sa môže dostať aj napriek tomu, že nemajú fyzické spojenie. To je dôvod, prečo to vedci vysvetlili ako „teleportovanie“ údajov.

„Vykonávanie informačnej teleportácie na skutočné vzdialenosti mnohých kilometrov od nás umožňuje identifikovať praktické problémy spojené s prevádzkou kvantovej siete: Aké sú technologické výzvy, aká bezpečná je komunikácia a aké sú limity na prenos informácií týmto spôsobom?“ Povedal Awschalom.

Ďalšie kroky pre kvantový projekt

Ak sa tento projekt osvedčí, výskumníci chcú túto myšlienku rozšíriť o ďalšie podnikové partnerstvá. Napríklad Maria Spiropulu z Fermilab v súčasnosti buduje kvantovú sieť s AT&T a Jet Propulsion Laboratory.

„Kvantové testovacie postele podobného rozsahu existujú po celom svete. Ale väčšina z nich sa pri teleportovaní informácií spolieha na zapletené fotóny - častice svetla. Naše testovacie lôžko je jedinečné v tom, že po prvýkrát tlačíme smerom k architektúre všetkých pevných látok, kde sa zachytené kvantové častice v pevných látkach používajú ako nosiče informácií, “uviedol Tian Zhong, odborný asistent molekulárneho inžinierstva na Chicagskej univerzite. Zhong je tiež vedcom v Argonne a je spoluautorom projektu.

Budúci mesiac sa vedci z týchto troch inštitúcií stretnú, aby hovorili o svojich objavoch a pokroku na Chicagskom kvantovom summite - programe venovanom budúcnosti kvantovej výpočty.

„Sieťové kvantové zariadenia sú dôležité pre škálovanie kvantového výpočtu a architektúru hybridných komunikačných systémov smerom k internetu s vylepšeným kvantom,“ uviedol Spiropulu. „Cesta tam bude vyžadovať zámernú spoluprácu medzi vládnymi výskumnými laboratóriami, akademickými kruhmi, priemyslom a nadáciami. Chicago Quantum Výmenný program bude katalyzovať pokrok vo všetkých týchto oblastiach. ““


Pozri si video: prof. Jan RAK - Povídání o kvantové fyzice a otázkách Bytí - Dajána Praha (Október 2021).