Innowacje techniczne

Przyszłość to szyfrowanie kwantowe 4D

Hans-Martin Durst Autor, Hemd & Hoodie

Szyfrowanie kwantowe 4D koduje dane w cząsteczkach światła, które trafiają do odbiorcy natychmiast po wysłaniu, przez co dane są niedostępne dla cyberprzestępców.

Ze względu na stale rosnącą wydajność komputerów stosowane obecnie algorytmy szyfrowania wkrótce nie będą gwarantować wystarczającej ochrony przed cyberprzestępczością. Uznaje się jednak, że kodowanie danych przy użyciu cząsteczek światła jest obecnie niemożliwe do złamania, przez co może stać się metodą szyfrowania przyszłości. Po raz pierwszy udało się wysłać poza laboratorium zaszyfrowaną wiadomość zawierającą więcej niż jeden bit na foton. Dane zostały przesłane na odległość 300 metrów między dwoma dachami domów w Ottawie w Kanadzie, co potwierdza, że szyfrowanie kwantowe 4D nadaje się do codziennego użytku.

W przypadku tradycyjnego szyfrowania kwantowego 2D każda cząsteczka światła jest kodowana jako zero lub jeden, przez co przenosi tylko jeden bit. Z kolei proces 4D umożliwia przesłanie dwóch bitów jednocześnie. Jest to możliwe, gdyż fotony są kodowane jako 00, 01, 10 lub 11. Znacząco przyspiesza to transfer danych, gdyż kodowanie nawet jednej litery wymaga ośmiu bitów. Podczas testów szyfrowania kwantowego 4D udało się uzyskać transfer około 1,6 razy większej ilości danych na cząsteczkę światła niż w procesie 2D. Oznacza to, że odbiorca otrzymuje informacje prawie natychmiast po ich wysłaniu – nawet na dużą odległość.

 

Szyfrowanie kwantowe 4D jako podstawa globalnej sieci komunikacyjnej

„Potencjalnie można by połączyć Ziemię z satelitami” – mówi Ebrahim Karimi, który przeprowadził eksperymentalny transfer danych. Wraz ze współpracownikami z Uniwersytetu Ottawy chciał udowodnić, że szyfrowanie kwantowe 4D działa nawet w przypadku zakłóceń obecnych w metropolii. Pomimo turbulencji powietrznych i promieniowania elektromagnetycznego naukowcy osiągnęli podczas eksperymentów współczynnik błędów wynoszący zaledwie 11 procent. Bezpieczny transfer danych staje się niemożliwy dopiero przy współczynniku 19 procent. Porównując z szyfrowaniem 2D transfer 4D był także znacznie bardziej tolerancyjny na zakłócenia, co oznacza, że był bezpieczniejszy.

Pierwszy test mający na celu sprawdzenie, czy szyfrowanie kwantowe 4D nadaje się do codziennego użytku, odbył się między dwoma dachami.
Pierwszy test mający na celu sprawdzenie, czy szyfrowanie kwantowe 4D nadaje się do codziennego użytku, odbył się między dwoma dachami. Ilustracja: Uniwersytet Ottawy

Oznacza to możliwość stworzenia światowej sieci komunikacyjnej opartej na szyfrowaniu kwantowym 4D. Taka sieć może docierać do lokalizacji, w których instalacja światłowodów nie ma uzasadnienia ekonomicznego. Ponieważ satelity wymagane dla tej sieci będą orbitować na dużej wysokości, naukowcy chcieliby przeprowadzić dalsze eksperymenty na większe odległości. Istnieją plany stworzenia trzech stacji testowych w odległości 5,6 km od siebie. „Naszym długofalowym celem jest wdrożenie sieci komunikacji kwantowej z wieloma łączami, korzystającej z ponad czterech wymiarów i odpornej na turbulencje” – wyjaśnia Alicia Sit, członek zespołu badawczego.

Zdjęcie główne: Eureka – zespół SQO i Uniwersytet Ottawy – (montaż)

Udostępnij ten artykuł

Podobne tematy

Innowacje techniczne Nauka

Przeczytaj w następnej kolejności

Read Full Story