توشیبا شبکه کوانتومی هک‌ناپذیری با برد بیش از ۶۰۰ کیلومتر ایجاد کرد 

توشیبا شبکه کوانتومی هک‌ناپذیری با برد بیش از ۶۰۰ کیلومتر ایجاد کرد 

محققان توشیبا با ارسال اطلاعات کوانتومی تا بیش از ۶۰۰ کیلومتر از طریق فیبر نوری، تبادل امن و هک‌ناپذیر اطلاعات را بین شهرها و حتی کشورها ممکن کردند. 

۵۰ سال است دانشمندان از ظهور کامپیوتر کوانتومی صحبت می‌کنند و در حال‌ حاضر شرکت‌هایی از جمله گوگل (بنا به ادعای شرکت) موفق به دستیابی به برتری کوانتومی شده‌اند و گوگل حتی وعده داده است سال ۲۰۲۹ «کامپیوتر کوانتومی مفید و بدون خطا» بسازد؛ اما مشکلات امنیتی و به موجب آن، محدودیت مسافتی که بتوان در بستر اینترنت کوانتومی داده منتقل کرد، حضور پررنگ‌تر آن را به تعویق انداخته است. به همین خاطر خبر موفقیت دانشمندان توشیبا در شکستن رکورد مقیاس شبکه کوانتومی تا برد بیش از ۶۰۰ کیلومتر، در حوزه تبادل امن اطلاعات بسیار پراهمیت است. 

به گزارش zdnet، این دانشمندان در آزمایشگاه تحقیق و توسعه توشیبا در کمبریج انگلستان نشان دادند به لطف فناوری جدیدی که نوسانات محیطی داخل فیبر نوری را تثبیت می‌کند، می‌توانند بیت‌های کوانتومی (کیوبیت) را از طریق فیبر نوری تا مسافت صدها کیلومتر منتقل کنند؛ بدون اینکه داده‌های ناپایدار رمزنگاری‌شده در این ذرات را به هم بریزند. این کشف می‌تواند کمک زیادی به ایجاد نسل بعدی اینترنت کوانتومی کند که دانشمندان امیدوار هستند روزی بتواند سراسر جهان را پوشش بدهد.  

اینترنت کوانتومی که قرار است روزی متشکل از شبکه‌ای جهانی از دستگاه‌های کوانتومی متصل توسط پیوندهای ارتباطی کوانتومی از راه دور باشد، می‌تواند در مواردی که از عهده اپلیکیشن‌های وب امروزی خارج است، به کار برود؛ از جمله برقراری ارتباطات اینترنتی تقریبا هک‌ناپذیر و ایجاد خوشه‌ای از دستگاه‌های کوانتومی متصل که می‌توانند از قدرت رایانش کامپیوترهای کلاسیک فراتر بروند. 

اما برای برقراری ارتباط، دستگاه‌های کوانتومی باید به تبادل کیوبیت‌هایی بپردازند که در حالت کوانتومی خاص اما بسیار شکننده قرار دارند. سال‌ها است دانشمندان به دنبال راهی برای انتقال کیوبیت‌ها هستند؛ طوری که حالت خاص کوانتومی خود، یعنی داشتن هم‌زمان مقادیر صفر و یک را از دست ندهند.

اختراع توشیبا می‌تواند به ایجاد نسل بعدی اینترنت کوانتومی کمک کند 

آزمایش‌های دانشمندان با فیبر نوری برای حل این مشکل تاکنون بسیار محدود بوده است. محققان توشیبا برای برطرف کردن حالت ناپایدار کیوبیت‌ها در فیبرهای نوری برای مسافت‌های طولانی، تکنیک جدیدی به نام «تثبیت باند دوگانه» اختراع کردند. در این روش، دو سیگنال با طول موج‌های مختلف درون فیبر نوری فرستاده می‌شود. طول موج اول نوسانات را تثبیت می‌کند و طول موج دوم که در همان طول موج کیوبیت‌ها است، برای تنظیم دقیق‌تر فاز استفاده می‌شود. 

به بیان ساده‌تر، این دو طول موج با هم ترکیب می‌شوند تا نوسانات محیطی درون فیبر را در لحظه لغو کنند؛ به گفته محققان توشیبا، این تکنیک کیوبیت‌ها را قادر می‌سازد مسافتی بیش از ۶۰۰ کیلومتر را بدون مشکل طی کنند.  

علاوه بر این، این دانشمندان از این تکنولوژی برای آزمایش یکی از معروف‌ترین کاربردهای شبکه‌های کوانتومی، یعنی رمزنگاری مبتنی بر کوانتوم، استفاده کرده‌اند.

رمزنگاری rsa

کامپیوترهای کوانتومی به خاطر قدرت رایانشی شگفت‌انگیز خود می‌توانند داده‌های رمزنگاری‌شده به روش‌های کلاسیک را در عرض چند دقیقه رمزگشایی کنند. برای اینکه بفهمید کامپیوترهای کوانتومی چگونه قادر هستند داده‌هایی که با کامپیوتر معمولی میلیون‌ها سال زمان می‌برد، در عرض چند دقیقه رمزگشایی کنند، مقاله الگوریتم شور به زبان ساده را بخوانید. 

به همین خاطر، در عصر کامپیوتر کوانتومی روش‌های کلاسیک رمزنگاری دیگر جوابگو نیست و نیاز به رمزنگاری جدیدی مبتنی بر کوانتوم است. این تیم تحقیقاتی از پروتکل توزیع کلید کوانتومی (QKD) استفاده کردند که به کمک شبکه‌های کوانتومی، کلیدهای امنیتی ایجاد می‌کند که هک کردن آن‌ها غیر ممکن است؛ بدین معنی که کاربران می‌توانند اطلاعات محرمانه نظیر اظهارنامه‌های بانکی یا سوابق بهداشتی خود را از طریق کانال ارتباطی نامطمئنی چون اینترنت با خیال راحت منتقل کنند.

پروتکل QKD هک کردن ارتباط کوانتومی را غیر ممکن می‌کند

در حین ارتباط، پروتکل QKD اجازه می‌دهد یکی از دو طرف، بخشی از داده را با رمزنگاری کیوبیت‌ها و ارسال آن‌ها به طرف مقابل، در شبکه کوانتومی منتقل کند. به دلیل قوانین مکانیک کوانتومی، غیر ممکن است هکری بخواهد این کیوبیت‌ها را بدون بر جا گذاشتن نشانه‌ای از شنود رهگیری کند. کاربران هم بلافاصله متوجه تلاش هکر برای دسترسی به اطلاعات خود می‌شوند و می‌توانند برای محافظت از اطلاعات اقدام کنند. 

برخلاف رمزنگاری کلاسیک، QKD برای ایجاد کلید امنیتی از قوانین ریاضی استفاده نمی‌کند؛ بلکه از قوانین فیزیک کمک می‌گیرد. در این صورت، حتی قدرتمندترین کامپیوترها قادر به هک کردن کلیدهای مبتنی بر کیوبیت نیستند.

تکنیک جدید توشیبا برای کاهش نوسانات در فیبرهای نوری، محققان را قادر ساخت مسافت انتقال QKD را بسیار بیشتر از آنچه در گذشته ممکن بود، افزایش بدهند.

***

نظر شما کاربر زومیت درباره آینده اینترنت کوانتومی چیست؟

منبع zdnet

از سراسر وب

  دیدگاه
کاراکتر باقی مانده

بیشتر بخوانید