Mod ubrydelige krypterede meddelelser

Kinesiske forskere annoncerede for nylig et skelsættende fremskridt:De brugte en satellit, der kredsede om jorden til at stråle par af kvanteindviklede fotoner til to tibetanske bjergtoppe mere end 700 miles fra hinanden. Denne afstand blæste den tidligere rekord ud af vandet. Men ifølge en artikel i Nyheder om kemi og teknik ( C&EN ), det ugentlige nyhedsblad fra American Chemical Society, dette er kun begyndelsen for kvantekommunikation.

Ideen bag kvantekommunikation har eksisteret siden 1960'erne. Det indebærer at bruge kvanteindviklede fotoner til at sende krypterede meddelelser. Beskeder kodes ved hjælp af en metode kaldet kvantnøglefordeling, der gør det muligt for fysikkens love at beskytte de oplysninger, der leveres. Det betyder, at hvis nogen opfanger og ændrer meddelelsen, fotonernes egenskaber vil også blive ændret, og dette ville være indlysende for modtageren. Men forskere er forhindret af deres evne til at producere et stort antal sammenfiltrede fotoner, der kan rejse lange afstande. Den kinesiske satellit stolede på en konstrueret krystal og laser til at skabe de sammenfiltrede fotoner, men teamet opdagede kun et par fotoner pr. 6 millioner par genereret på grund af tab under transmission gennem atmosfæren.

Mens man leder efter mere effektive fotonkilder, forskere har fokuseret på enkelt-foton emittere. Deltagere omfatter modificerede diamanter og kvantepunkter. Diamanterne indeholder en "farve center" defekt, hvilket betyder, at der kommer et farveskær, når lyset passerer igennem. Problemet er, at kun en brøkdel af lys undslipper krystallen. Quantum dots er en anden mulighed, men de kræver enten upraktiske kryogene temperaturer for at fungere eller udføre inkonsekvent. Forskere undersøger også måder at transmittere sammenfiltrede fotoner på Jorden ved hjælp af fiberoptik, ved at generere enkelte fotoner med carbon nanorør. Men yderligere udvikling er nødvendig på alle metoder til, at kvantekommunikation bliver praktisk.