Udvikling af en sikker, ikke-hackbart net

En metode til sikker kommunikation mellem flere kvanteenheder er blevet udviklet af et UCL-ledet team af forskere, at bringe virkeligheden frem i stor skala, ikke-hackbart kvantenetværk.

Til dato, kommunikation via kvante netværk har kun været muligt mellem to enheder med kendt oprindelse, der er bygget sikkert.

Da EU og Storbritannien forpligter henholdsvis 1 mia. EUR og 270 mio. Pund til finansiering af kvanteteknologisk forskning, et løb er i gang for at udvikle den første virkelig sikre, storstilet netværk mellem byer, der fungerer til enhver kvanteenhed.

"Vi er i en slags teknologisk våbenkapløb. Når kvantecomputere er fuldt udviklede, de vil bryde meget af dagens kryptering, hvis sikkerhed kun er baseret på matematiske antagelser. For på forhånd at løse dette, vi arbejder på nye måder at kommunikere på via store netværk, der ikke er afhængige af antagelser, men brug i stedet fysikkens kvantelove til at sikre sikkerhed, som skulle brydes for at hacke krypteringen, "forklarede hovedforfatter, Dr. Ciarán Lee (UCL Physics &Astronomy).

Udgivet i Fysisk gennemgangsbreve og finansieret af Engineering and Physical Sciences Research Council, undersøgelsen fra UCL, University of Oxford og University of Edinburgh forskere beskriver en ny måde at kommunikere sikkert mellem tre eller flere kvanteenheder, uanset hvem der har bygget dem.

"Vores tilgang fungerer for et generelt netværk, hvor du ikke behøver at stole på producenten af ​​enheden eller netværket for at sikre hemmeligholdelse. Vores metode fungerer ved at bruge netværkets struktur til at begrænse, hvad en aflytter kan lære, "sagde Dr. Matty Hoban (University of Oxford, tidligere University of Edinburgh).

Fremgangsmåden bygger bro mellem det teoretiske løfte om perfekt sikkerhed garanteret af kvantfysikkens love og den praktiske implementering af en sådan sikkerhed i store netværk.

Det tester sikkerheden af ​​kvanteenhederne før kommunikation med hele netværket. Det gør det ved at kontrollere, om korrelationerne mellem enheder i netværket i sig selv er kvante og ikke kan være skabt på anden måde.

Disse korrelationer bruges til at etablere hemmelige nøgler, som kan bruges til at kryptere enhver ønsket kommunikation. Sikkerhed sikres af den unikke egenskab, at kvantekorrelationer kun kan deles mellem de enheder, der skabte dem, sikre, at ingen hacker nogensinde kan komme til at lære nøglen.

Teamet brugte to metoder - maskinlæring og årsagsslutning - til at udvikle testen for det ikke -hackbare kommunikationssystem. Denne tilgang distribuerer hemmelige nøgler på en måde, der ikke effektivt kan opfanges, fordi deres hemmeligholdelse kan testes og garanteres gennem kvantemekanik.

"Vores arbejde kan betragtes som at skabe den software, der vil køre på hardware, der i øjeblikket bygges for at realisere potentialet i kvantekommunikation. I fremtidigt arbejde, vi vil gerne samarbejde med partnere i det britiske nationale kvanteteknologiprogram for at udvikle dette yderligere. Vi håber at prøve vores kvantennetværksmetode i løbet af de næste par år, "sluttede Dr. Lee.

Teamet anerkender, at et netværk, der ikke kan hackes, kan misbruges på samme måde som nuværende netværk er, men fremhæv, at der også er en klar fordel ved at sikre privatlivets fred.