SG.hu
Biztonságos kvantumüzenetet küldtek egy német távközlési hálózaton keresztül
Kutatók a kvantummechanikát felhasználva olyan kommunikációs rendszert hoztak létre, amelyet nem lehet feltörni. A tudósok a kvantumfizika elveinek felhasználásával titkosított üzeneteket küldtek egy 250 km hosszú német kereskedelmi távközlési hálózaton keresztül, ami mérföldkő a következő generációs adatbiztonság felé.
A Toshiba Europe kutatói az úgynevezett kvantumkulcs-elosztási (QKD) kriptográfiát alkalmazták, hogy a hagyományos kommunikációs rendszereken keresztül biztonságos módon továbbítsanak üzeneteket. A QKD a kvantum összefonódás néven ismert jelenséget használja ki. Ez azt jelenti, hogy két szubatomi részecske jellemzői még akkor is összefügghetnek, ha hatalmas távolság választja el őket egymástól. Az egyik részecske adatainak mérésével következtetni lehet a másik részecske információira. Ez lehetővé teszi, hogy a páros kulcsként szolgáljon, amellyel kódolt üzeneteket lehet kicserélni, de kívülállók számára olvashatatlan.
A kutatók képesek voltak ilyen kvantumüzeneteket küldeni hagyományos optikai szálakkal és az ilyen jellegű kommunikációhoz általában használt speciális, ultraalacsony hőmérsékletű hűtőberendezések nélkül. Állításuk szerint ez az első alkalom, hogy ilyen kiterjedt, egyszerűsített kvantumos információcserét kereskedelmi távközlési hálózaton futtattak. Robert Woodward, a Toshiba Europe üvegszálas QKD-kutatócsoportjának vezetője szerint az áttörésük „megnyitja az utat számos izgalmas kvantumtechnológia előtt, amelyek a laboratóriumból a gyakorlati hálózatokba kerülnek”.
A kvantumhálózatok a hackerekkel szembeni magas ellenálló képességük miatt világszerte intenzíven kutatott terület, többek között Kínában is, amely globális műholdas kvantumkommunikációs rendszert fejleszt. "Eredményeink gyakorlati következménye az, hogy a QKD nagyteljesítményű, kereskedelmi forgalomban kapható komponensek felhasználásával válik valósággá” - mondta Woodward, a munkáról szóló, a Nature folyóiratban megjelent tanulmány társszerzője. „Ez megnyitja az utat a kvantumbiztonságos kommunikációs infrastruktúra nemzeti és nemzetközi szintű kiépítése előtt”.
A kormányok, a vállalatok és a tudományos kutatók versenyt futnak az információbiztonság javításáért, mivel az érzékeny adatok - például a banki tranzakciók és az egészségügyi adatok - titkosítását fenyegető technológiai fenyegetések egyre inkább előtérbe kerülnek. Ha a kvantumelméleten alapuló, nagy teljesítményű számítógépek kifejlesztésére irányuló erőfeszítések sikerrel járnak, ezek feltörhetik azokat a bonyolult matematikai számításokat, amelyeken az évtizedes titkosítási módszerek alapulnak.
A Frankfurt, Kirchfeld és Kehl közötti 254 kilométeres hálózatot átfogó német kísérlet újdonsága a felhasznált berendezések egyszerűségében rejlik. Nem kell drága és energiaigényes gépekre támaszkodni a hőmérséklet szabályozásához és a fotonrészecskék detektálásához, amelyeken a kvantumadatátvitel alapul. "Ez a tanulmány jelentős előrelépést jelent a biztonságos kvantumkommunikáció bevezetése szempontjából” - mondta Sandrine Heutz professzor, az Imperial College London anyagtudományi tanszékének vezetője. "A kvantumkommunikáció nagyszabású bevezetése az ehhez hasonló gyakorlati mérnöki megközelítésekre támaszkodik, amelyek a fenntarthatóságra és a több mint 250 km-es biztonságos kommunikációra összpontosítanak.”
Más kutatók szerint a kereskedelmi távközlési hálózat használata megkülönbözteti ezt az eljárást a Kína által a Földön és műholdon keresztül végzett kiterjedt kvantumkommunikációs munkában alkalmazott speciális adaptációktól. A kevésbé kifinomult berendezések használata a kommunikáció minőségének némi romlásával járhat, de megnyitotta az utat a nagyméretű, sokféle képességgel rendelkező kvantuminformációs rendszerek kiépítése előtt. "A kutatócsoportok és a kormányok világszerte nagy léptékben építenek kvantumhálózatokat, nemcsak a biztonságos kommunikációhoz, hanem olyan fontos mindennapi tevékenységekhez is, mint a navigáció” - mondta James Millen, a londoni King's College kísérleti kvantumtudósa. "Bár műholdak segítségével is ki lehet építeni egy kvantumhálózatot, költséghatékonyabb a meglévő optikai szálas infrastruktúrát használni” - tette hozzá.
A meglévő rendszerek használata potenciális sebezhetőséget jelent a QKD-alapú technológia számára az infrastruktúra elleni támadások révén. A QKD jellege azonban azt jelenti, hogy a lehallgatási kísérleteknek az információcserében részt vevő felek számára nyilvánvalónak kell lenniük.
A Toshiba Europe kutatói az úgynevezett kvantumkulcs-elosztási (QKD) kriptográfiát alkalmazták, hogy a hagyományos kommunikációs rendszereken keresztül biztonságos módon továbbítsanak üzeneteket. A QKD a kvantum összefonódás néven ismert jelenséget használja ki. Ez azt jelenti, hogy két szubatomi részecske jellemzői még akkor is összefügghetnek, ha hatalmas távolság választja el őket egymástól. Az egyik részecske adatainak mérésével következtetni lehet a másik részecske információira. Ez lehetővé teszi, hogy a páros kulcsként szolgáljon, amellyel kódolt üzeneteket lehet kicserélni, de kívülállók számára olvashatatlan.
A kutatók képesek voltak ilyen kvantumüzeneteket küldeni hagyományos optikai szálakkal és az ilyen jellegű kommunikációhoz általában használt speciális, ultraalacsony hőmérsékletű hűtőberendezések nélkül. Állításuk szerint ez az első alkalom, hogy ilyen kiterjedt, egyszerűsített kvantumos információcserét kereskedelmi távközlési hálózaton futtattak. Robert Woodward, a Toshiba Europe üvegszálas QKD-kutatócsoportjának vezetője szerint az áttörésük „megnyitja az utat számos izgalmas kvantumtechnológia előtt, amelyek a laboratóriumból a gyakorlati hálózatokba kerülnek”.
A kvantumhálózatok a hackerekkel szembeni magas ellenálló képességük miatt világszerte intenzíven kutatott terület, többek között Kínában is, amely globális műholdas kvantumkommunikációs rendszert fejleszt. "Eredményeink gyakorlati következménye az, hogy a QKD nagyteljesítményű, kereskedelmi forgalomban kapható komponensek felhasználásával válik valósággá” - mondta Woodward, a munkáról szóló, a Nature folyóiratban megjelent tanulmány társszerzője. „Ez megnyitja az utat a kvantumbiztonságos kommunikációs infrastruktúra nemzeti és nemzetközi szintű kiépítése előtt”.
A kormányok, a vállalatok és a tudományos kutatók versenyt futnak az információbiztonság javításáért, mivel az érzékeny adatok - például a banki tranzakciók és az egészségügyi adatok - titkosítását fenyegető technológiai fenyegetések egyre inkább előtérbe kerülnek. Ha a kvantumelméleten alapuló, nagy teljesítményű számítógépek kifejlesztésére irányuló erőfeszítések sikerrel járnak, ezek feltörhetik azokat a bonyolult matematikai számításokat, amelyeken az évtizedes titkosítási módszerek alapulnak.
A Frankfurt, Kirchfeld és Kehl közötti 254 kilométeres hálózatot átfogó német kísérlet újdonsága a felhasznált berendezések egyszerűségében rejlik. Nem kell drága és energiaigényes gépekre támaszkodni a hőmérséklet szabályozásához és a fotonrészecskék detektálásához, amelyeken a kvantumadatátvitel alapul. "Ez a tanulmány jelentős előrelépést jelent a biztonságos kvantumkommunikáció bevezetése szempontjából” - mondta Sandrine Heutz professzor, az Imperial College London anyagtudományi tanszékének vezetője. "A kvantumkommunikáció nagyszabású bevezetése az ehhez hasonló gyakorlati mérnöki megközelítésekre támaszkodik, amelyek a fenntarthatóságra és a több mint 250 km-es biztonságos kommunikációra összpontosítanak.”
Más kutatók szerint a kereskedelmi távközlési hálózat használata megkülönbözteti ezt az eljárást a Kína által a Földön és műholdon keresztül végzett kiterjedt kvantumkommunikációs munkában alkalmazott speciális adaptációktól. A kevésbé kifinomult berendezések használata a kommunikáció minőségének némi romlásával járhat, de megnyitotta az utat a nagyméretű, sokféle képességgel rendelkező kvantuminformációs rendszerek kiépítése előtt. "A kutatócsoportok és a kormányok világszerte nagy léptékben építenek kvantumhálózatokat, nemcsak a biztonságos kommunikációhoz, hanem olyan fontos mindennapi tevékenységekhez is, mint a navigáció” - mondta James Millen, a londoni King's College kísérleti kvantumtudósa. "Bár műholdak segítségével is ki lehet építeni egy kvantumhálózatot, költséghatékonyabb a meglévő optikai szálas infrastruktúrát használni” - tette hozzá.
A meglévő rendszerek használata potenciális sebezhetőséget jelent a QKD-alapú technológia számára az infrastruktúra elleni támadások révén. A QKD jellege azonban azt jelenti, hogy a lehallgatási kísérleteknek az információcserében részt vevő felek számára nyilvánvalónak kell lenniük.