Kuantum dolaşıklığı, kuantum iletişimini daha da güvenli hale getirir

  

    Üç çalışma gösteriyor ki, kuantum cihazlarının gözetlemeye dayanıklı olması için mükemmel bir şekilde anlaşılması gerekmiyor Kuantum dolaşıklığı sayesinde gizli iletişim artık daha güvenli hale geldi. Kuantum fiziği, casusların meraklı gözlerinden uzak olduğu matematiksel olarak kanıtlanmış gizli bilgileri paylaşmanın bir yolunu sunar. 


kuantum iletişimi



Ancak şimdiye kadar, kuantum anahtar dağılımı adı verilen tekniğin gösterileri bir varsayıma dayanıyordu: Kuantum parçacıklarını oluşturmak ve ölçmek için kullanılan cihazların kusursuz olduğunun bilinmesi gerekiyordu. Gizli kusurlar, gizli bir gözetlemenin fark edilmeden güvenliğe girmesine izin verebilir. Şimdi, üç araştırma ekibi, cihazların kusursuz olduğuna dair önceden onay almadan güvenli kuantum iletişimi gerçekleştirme yeteneğini gösterdi. Cihazdan bağımsız kuantum anahtar dağılımı olarak adlandırılan yöntem, uzun mesafelerde ayrıldıklarında bile özelliklerini birbirine bağlayan parçacıklar arasındaki gizemli bir ilişki olan kuantum dolaşıklığa dayanır. 


kuantum iletişimi



Kredi kartı numaralarının internet üzerinden iletilmesi gibi günlük iletişimde, bilgilerin sadece anahtara sahip başka biri tarafından okunabilmesi için bilgileri karıştırmak için gizli bir kod veya anahtar kullanılır. Ancak bir ikilem var: Uzaktaki bir gönderici ve alıcı, bu anahtarı yol boyunca başka hiç kimsenin ele geçirmediğinden emin olarak nasıl birbirleriyle paylaşabilir? Kuantum fiziği, foton adı verilen ışık parçacıkları gibi bir dizi kuantum parçacığını ileterek ve bunlar üzerinde ölçümler yaparak anahtarları paylaşmanın bir yolunu sağlar. 


kuantum iletişimi



Kullanıcılar, notları karşılaştırarak, anahtarın başka hiç kimsenin eline geçmediğinden emin olabilirler. Bu gizli anahtarlar bir kez oluşturulduktan sonra hassas bilgileri şifrelemek için kullanılabilir ( SN: 12/13/17 ). Karşılaştırıldığında, standart internet güvenliği, günümüz bilgisayarlarının çözmesi zor olan ve yeni teknolojilere, yani kuantum bilgisayarlara karşı savunmasız olabilecek nispeten titrek matematik problemlerine dayanmaktadır ( SN: 6/29/17 ). Ancak kuantum iletişiminin tipik olarak bir yakalaması vardır. 


kuantum iletişimi Bell



Singapur Ulusal Üniversitesi'nden kuantum fizikçisi Valerio Scarani, “Öngörülemeyen herhangi bir aksaklık olamaz” diyor. Örneğin, cihazınızın bir foton yayması gerektiğini, ancak sizin bilmediğiniz iki foton yaydığını hayal edin. Bu tür kusurlar, güvenliğin matematiksel kanıtının artık geçerli olmadığı anlamına gelir. Bir bilgisayar korsanı, iletim güvenli görünse bile gizli anahtarınızı koklayabilir. Cihazdan bağımsız kuantum anahtar dağıtımı, bu tür kusurları ortadan kaldırabilir. Yöntem, dolaşık parçacıkların ölçümlerini içeren Bell testi olarak bilinen bir kuantum tekniğinden yola çıkıyor. 


Bu tür testler, kuantum mekaniğinin gerçekten "ürkütücü" özelliklere sahip olduğunu, yani bir parçacığın ölçümlerinin uzaktaki bir parçacığın ölçümleriyle ilişkilendirilebileceği fikri olan yerel olmama olduğunu kanıtlayabilir. 2015 yılında araştırmacılar, kuantum fiziğinin mantık dışı doğasının gerçek olduğunu şüpheye yer bırakmayacak şekilde onaylayan ilk “boşluksuz” Bell testlerini gerçekleştirdiler ( SN: 12/15/15 ). 


kuantum iletişimi



Fransa'daki CEA Saclay'den Jean-Daniel Bancal, “Bell testi temel olarak bir garanti görevi görüyor” diyor. Arızalı bir cihaz testi geçemez, dolayısıyla "cihazın düzgün çalıştığını çıkarabiliriz." Bancal ve meslektaşları, çalışmalarında, yaklaşık iki metre arayla birbirine dolanmış, elektrik yüklü stronsiyum atomları kullandılar. Ekip, 28 Temmuz Nature'da bu iyonların ölçümlerinin cihazlarının düzgün çalıştığını doğruladığını ve araştırmacıların gizli bir anahtar oluşturduğunu bildirdi . 


Tipik olarak, kuantum iletişimi, uzun mesafeli gönderiler içindir. (İki metre uzaktaki biriyle bir sırrı paylaşmak için, odanın karşı tarafına yürümek daha kolay olurdu.) Böylece Scarani ve meslektaşları 400 metre arayla birbirine dolanmış rubidyum atomları üzerinde çalıştılar. Nature dergisinin aynı sayısında araştırmacılar, düzeneğin gizli bir anahtar üretmek için gerekenlere sahip olduğunu bildirdi . Ancak ekip süreci sonuna kadar takip etmedi: Fazladan mesafe, bir anahtarın üretilmesinin aylar alacağı anlamına geliyordu. 


kuantum iletişimi Bell



29 Temmuz Fiziksel İnceleme Mektuplarında yayınlanan üçüncü çalışmada, araştırmacılar atomlar veya iyonlar yerine dolaşık fotonları karıştırdılar . Hefei'deki Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden fizikçi Wen-Zhao Liu ve meslektaşları, 220 metreye kadar mesafelerde anahtar üretme yeteneğini de gösterdi. Liu, bunun fotonlarla özellikle zor olduğunu söylüyor, çünkü fotonlar genellikle iletim ve algılama sürecinde kayboluyor. Boulder, Colo'daki Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü'nden fizikçi Krister Shalm, boşluksuz Bell testleri zaten kolay bir başarı değil ve bu tekniklerin daha da zorlayıcı olduğunu söylüyor. Nature dergisinin aynı sayısında bir bakış açısı yazan Shalm, bu yeteneklerin bazılarını gösterebilmek için etkileyici bir başarı” diyor.

 

Araştırmaya dahil olmayan Cenevre Üniversitesi'nden fizikçi Nicolas Gisin, bu, tekniğin yakın zamanda pratik kullanım görmeyeceği anlamına geliyor. Yine de, cihazdan bağımsız kuantum anahtar dağıtımı "tamamen büyüleyici bir fikir" diyor Gisin. Bell testleri, gerçekliğin doğası hakkında felsefi bir soruyu yanıtlamak için tasarlandı - kuantum fiziğinin gerçekten göründüğü kadar tuhaf olup olmadığı. "Bunun artık başka bir şeyi mümkün kılan bir araç haline geldiğini görmek," diyor, "güzellik bu."

Yorum Gönder

Daha yeni Daha eski