یکشنبه 15 مهر 1403 - 11:48
دستیابی به ارتباطات کوانتومی فوق ایمن با «اتمهای مصنوعی»
ایسنا/پژوهشگران میگویند اتمهای مصنوعی به دستیابی به ارتباطات کوانتومی فوقالعاده ایمن در دنیای واقعی کمک میکنند. این رویکرد از اصول مکانیک کوانتومی برای تولید کلیدهای تصادفی استفاده میکند که شکستن آنها غیرممکن است.
رمزگذاری و انتقال ایمن داده مدتهاست که متکی بر الگوریتمهای پیچیده ریاضی است که شکستن آنها خیلی طول میکشد. با این حال، ظهور رایانههای کوانتومی، قدرت محاسباتی را از این بند خارج کرده است. اما آیا دادههای ما نیز آسیبپذیر شدهاند؟
پژوهشگران دانشگاه لایبنیتز هانوفر موسسه فیزیکالیش تکنیک باندسانستالت در براونشویگ و دانشگاه اشتوتگارت روشی پیشگامانه برای ارتباطات ایمن در عصر کوانتومی معرفی کردهاند.
این توسعه از نقاط کوانتومی نیمه هادی و توزیع کلید کوانتومی(QKD) استفاده میکند و به طور بالقوه نحوه محافظت از اطلاعات حساس در برابر تهدیدات سایبری را متحول خواهد کرد.
توزیع کلید کوانتومی(QKD) چیست؟
توزیع کلید کوانتومی(QKD) روشی برای تبادل امن کلیدهای رمزگذاری بین دو طرف است. این رویکرد از اصول مکانیک کوانتومی برای تولید کلیدهای تصادفی استفاده میکند که شکستن آنها حتی توسط رایانههای کوانتومی نیز غیرممکن است.
توزیع کلید کوانتومی از فوتونهای منفرد به عنوان حامل کلیدهای کوانتومی استفاده میکند و هرگونه تلاش برای رهگیری ارتباط باعث ایجاد خطا در سیگنال میشود که منجر به تشخیص فوری آن میشود. با این حال، محدودیتهای منابع نور کوانتومی فعلی، ایجاد شبکههای بزرگ با QKD را با وجود بهینهسازی مداوم، چالش برانگیز کرده است.
اکنون یک تیم تحقیقاتی به رهبری پروفسور فی دینگ، استفان کوک و پیتر میشلر به نقاط کوانتومی نیمه هادی به عنوان منابع تکفوتونی روی آورده است. این رویکرد به آنها کمک کرد تا به نرخ انتقال کلید ایمن بالا در فاصله ۷۹ کیلومتری بین هانوفر و براونشویگ دست یابند.
پروفسور فی دینگ توضیح داد: ما با نقاط کوانتومی کار میکنیم که ساختارهای کوچکی شبیه به اتمها اما متناسب با نیازهای ما هستند. ما برای اولین بار از این «اتمهای مصنوعی» در یک آزمایش ارتباط کوانتومی بین دو شهر مختلف استفاده کردیم. این راهاندازی که به «پیوند کوانتومی نیدرساشن»(Niedersachsen) معروف است، هانوفر و براونشویگ را از طریق فیبر نوری به هم متصل میکند.
مکانیک QKD
ارتباطات کوانتومی از ویژگیهای کوانتومی نور استفاده میکند تا اطمینان حاصل شود که پیامها از رهگیری ایمن باقی میمانند.
دینگ توضیح داد: دستگاههای نقطه کوانتومی فوتونهای منفرد ساطع میکنند که ما قطبش آن را کنترل کرده و برای اندازهگیری به براونشویگ میفرستیم.
این تلاش مشترک توسط شورای تحقیقات اروپا(ERC)، وزارت آموزش و تحقیقات فدرال آلمان(BMBF) و سایر شرکا حمایت شد.
دکتر جینگژانگ یانگ نویسنده اول این مطالعه اظهار داشت: تحلیل مقایسهای با سیستمهای QKD موجود که شامل منابع تک فوتونی است، نشان میدهد که SKR به دست آمده در این کار فراتر از همه پیادهسازیهای فعلی مبتنی بر SPS است و حتی بدون بهینهسازی بیشتر، به سطوحی نزدیک میشود که توسط پروتکلهای QKD حالت فریبنده مبتنی بر پالسهای منسجم ضعیف به دست آمده است.
چشم انداز و برنامههای کاربردی
یافتههای این تیم تحقیقاتی آیندهای امیدوارکننده را برای نقاط کوانتومی نیمه هادی در ارتباطات کوانتومی نشان میدهد.
نقاط کوانتومی علاوه بر تسهیل ارتباطات ایمن، پتانسیل تکرار کنندههای کوانتومی و سنجش کوانتومی توزیع شده را نیز ارائه میدهند. آنها اجازه ذخیره ذاتی اطلاعات کوانتومی را میدهند و میتوانند حالتهای خوشه فوتونی را منتشر کنند.
این قابلیتها ادغام یکپارچه منابع تک فوتون نیمه هادی را در شبکههای ارتباطی کوانتومی در مقیاس بزرگ و با ظرفیت بالا نوید میدهد.
دینگ افزود: چند سال پیش ما فقط رویای استفاده از نقاط کوانتومی را در سناریوهای ارتباطات کوانتومی دنیای واقعی در سر داشتیم و امروز ما از نشان دادن پتانسیل آنها برای آزمایشها و کاربردهای جذابتر در آینده و حرکت به سمت «اینترنت کوانتومی» هیجانزده هستیم.
جزئیات این پژوهش در مجله Light: Science & Applications منتشر شده است.
پربیننده ترین
-
عکس مسی درآمد؛ آخرین توپ طلا با آرایشگر ویژه!
-
10 جایزه 5 میلیون تومانی برای کاربران آخرین خبر (مهلت شرکت در مسابقه تا 9 آذر تمدید شد.)
-
10 جایزه 5 میلیون تومانی برای کاربران آخرین خبر (مهلت شرکت در مسابقه تا 9 آذر تمدید شد.)
-
آخرین وضعیت راهها در چهارمین روز از سال جدید؛ محور چالوس از شنبه دوباره بسته میشود
-
زنده؛ بیرانوند در یک قدمی استقلال
-
"دنا پلاس اتومات" بخریم یا "تارا اتومات؟"/ مقایسه اختصاصی "آخرینخودرو" از دو خودروی پرطرفدار
-
چالش/ بازیکن داخل تصویر رو حدس بزن (16)
-
5 نشانه ضعیف شدن ریه ها و بهترین روش تقویت آن چیست؟
-
لندکروزر یا ۲۰۶؟ / مقایسه جالب "آخرینخودرو" به بهانه سخنان جنجالی میرسلیم
-
سپ، برترین شرکت در خاورمیانه شد
-
چالش/ بازیکن داخل تصویر رو حدس بزن (28)
-
ویدیو تست و بررسی فیدلیتی پرایم جدید در آخرین خودرو
-
چالش/ بازیکن داخل تصویر رو حدس بزن (14)
-
لحظه به لحظه با جدال پرسپولیس مقابل النصر
-
چالش/ بازیکن داخل تصویر رو حدس بزن (22)
-
یحیی مچ ساپینتو را خواباند / برد ارزشمند پرسپولیس در صدمین شهرآورد
-
چالش/ بازیکن داخل تصویر رو حدس بزن (19)
-
چالش/بازیکن داخل تصویر رو حدس بزن (11)
آخرین اخبار
-
احسان حسینی: انگار سالهاست در خرمآبادم!
-
زبان بدن شخص دروغگو
-
مهار آتشسوزی شهرک صنعتی کرمان؛ یک نفر جانباخت
-
مراسم بزرگداشت شهدای مقاومت در خاش برگزار شد
-
خطرات مصرف بیش از حد ویتامین C
-
ظرفیت برق برخی از مناطق اهواز افزایش یافت
-
اسبقیان: با متخلفان سفر موج سواری بدون مماشات برخورد میشود
-
اکثر صهیونیستها قصد بازگشت به شهرکهای نزدیک غزه را ندارند
-
اعزام زائرین عمرهگزار کهگیلویه و بویراحمد به سرزمین وحی
-
یازده دختر ایرانی در تقابل با قهرمان استرالیا!
-
شب های زیبای کوآلالامپور در مالزی
-
دو بازیکن جدید دو تابعیتی در ترکیب امارات
-
نحوه تکثیر ویروس آنفولانزا در بدن
-
لایروبینکردن دهانه اروندرود صدای نماینده مجلس را درآورد
-
واگذاری بیش از ۱۵ هزار انشعاب آب و فاضلاب در لرستان
سایر اخبار مرتبط
نظرات
ثبت نظر
مهمترین اخبار
آخرین وضعیت همسانسازی حقوق بازنشستگان؛ دولت لایحه را پس گرفت
یکشنبه 15 مهر 1403 - 11:40:00
گزارش جدید دیوان محاسبات از عملکرد مالی ۶ ماهه دولت
یکشنبه 15 مهر 1403 - 11:04:02
رفع فیلترینگ؛ نزدیک تر از همیشه
یکشنبه 15 مهر 1403 - 10:24:34
پرفروش ترین مسیرهای اتوبوس در فصل بهار
یکشنبه 15 مهر 1403 - 10:16:04
لزوم اصلاح فرمول مزد؛ کارگرانی که دیگر حاضر به کار کردن نیستند
یکشنبه 15 مهر 1403 - 09:57:42