Netværk bliver kvantum

En videnskabsmand involveret i at udvide kvantekommunikation til et netværk af brugere, fortsætter sit arbejde ved University of Bristol.

Den forbedrede cybersikkerhed, som kvantekommunikation tilbyder, har historisk været begrænset til to partnerudvekslinger. Nu, for første gang, videnskabsmænd har forbundet flere brugere samtidigt på et kvantekrypteret netværk uden at bruge betroede noder.

Forskere fra Institut for Kvanteoptik og Kvanteinformation (IQOQI) ved det østrigske videnskabsakademi, sammen med en samarbejdspartner fra det østrigske teknologiske institut (AIT), berette om det simple, sømløs, billigt og sikkert netværk i det seneste nummer af tidsskriftet Natur , offentliggjort i dag.

Medforfatter af papiret Dr. Siddarth Joshi, som for nylig flyttede til University of Bristol og fortsætter med at udvikle kvantenetværk i Quantum Engineering Technology Labs, sagde:"Vi skabte et meget alsidigt kvantekommunikationsnetværk, hvor hver bruger kan tale med hver anden bruger samtidigt.

"Vi planlægger at bygge endnu større netværk med mange flere brugere, med det mål at skabe et alsidigt grundlag for at bygge et kvanteinternet."

Wienerholdet opnåede det længe ventede kvantenetværk ved hjælp af en ny arkitektur baseret på en ny metode til at distribuere en grundlæggende ressource af kvantekommunikation-sammenfiltring.

Et sammenfiltret system er et system, der er forbundet i en sådan grad, at de enkelte dele ikke kan beskrives fuldstændigt isoleret.

Sammenfiltrede lyspartikler, fotoner, er den grundlæggende ressource, der bruges i kvantekommunikation til at distribuere en sikker krypteringsnøgle. Wienerholdets nøgleinnovation var at producere fotoner, så kun visse bølgelængder vikles ind i hinanden.

Som en regnbue, signalet blev opdelt i forskellige 'farver' og fordelt smart mellem brugerne, som så kun krævede basismoduler for at forbinde til den enkelte kilde til sammenfiltring.

Dr. Joshi sagde:"Ved at bruge kvanteforviklinger og standard passiv telekommunikationsteknikker med bølgelængdebaseret multipleksing var vi i stand til at forbinde fire brugere i en netværksarkitektur, der er skalerbar og kræver minimale ressourcer."

I modsætning til tidligere bestræbelser på at skabe et sådant netværk, denne nye ordning giver alle brugere mulighed for samtidigt at kommunikere med alle andre brugere uden at bruge betroede noder til at videresende beskeden. Uden komplekse trin til at dirigere sammenfiltringen til forskellige brugere, netværket er alsidigt, billig og pålidelig.

Udvidelsen af ​​punkt-til-punkt-forbindelser til netværk repræsenterer et vigtigt skridt i retning af et "kvante-internet", og forskerne hævder, at deres fire-bruger-netværk kan skaleres til at inkorporere flere forbindelser.

Dr. Joshi sagde:"Antallet af brugere er begrænset af tilgængelige bølgelængdekanaler og den ønskede fuldt tilsluttede netværkstopologi. vi arbejder på en ny ordning, der vil give endnu flere brugere mulighed for at oprette forbindelse til netværket.

"For at opnå dette, vi planlægger at forbedre skalerbarheden af ​​netværket præsenteret i Natur papir ved at ændre den måde, vi multiplekser på for at allokere kommunikationskanaler til hver bruger.

"Vi sigter mod at skabe et netværk, der kan understøtte forskellige typer brugere i forskellige konfigurationer, der dynamisk kan ændre sig afhængigt af den aktuelle netværkstrafik. Netværket kræver også optimal routing, redundans af stier og en vis grad af anonymitet."