Kuantumdan havaya iletim havası, kriptografinin geleceği olabilir

Anonim

Kuantumdan havaya iletim havası, kriptografinin geleceği olabilir

Telekomünikasyon

Adam Williams

9 Mayıs 2013

4 fotoğraf

Araştırma Alman Havacılık Merkezi'nde gerçekleşti (Fotoğraf: DLR)

İlk kez, kuantum kriptograflar hızlı hareket eden bir nesneden bir kuantum anahtarı başarıyla aktardılar - bir Dornier 228 turboprop. Deneme, lazer ışını ile uçaktan bir yer istasyonuna güvenli bir mesaj göndermeyi içeriyordu ve “kırılmaz” bir uydu veri iletimi ağının oluşturulması yönünde önemli bir adım olarak düşünülebilir.

Kuantum anahtar dağılımı

Kuantum anahtar dağılımı (QKD) kuantum mekaniğinin yasalarını kullanarak, genellikle doğru bir şekilde uygulandığında - en azından, gizli dinlemeye karşı kesinlikle güvenli olduğu düşünülen bir anahtar değişimi yöntemini kolaylaştırır. Bu inanç, çok tuhaf görünse de, bu tür bir güven, doğru yapılandırılmış bir QKD sisteminin, iletişimi izlemek veya bozmak için herhangi bir üçüncü tarafın teşebbüsleri halinde algılanabilir işaretler sergilediği bilgisinden kaynaklanır.

Bir QKD sistemi ayrıca kuantum bitlerine (veya quibitlere) bağlı olarak kuantum olmayan şifrelemeye kıyasla gelişmiş güvenliği sağlar. Quibits kendi içinde karmaşık bir konudur, ancak basit bir şekilde, standart bir ikili bit sadece 0 veya 1 durumunda olabilir, quibit kuantum olarak bilinen bir işlemde 0, 1 veya her ikisinin de derece olabilir. süperpozisyon.

Bu noktaya kadar, QKD ile ilgili deneylerin büyük bir kısmı, telekom fiber kanallarının ya da kısa mesafeler ve durağan konumlar üzerinde doğrudan görüş hattının kullanımına odaklanmıştır. Burada yeni araştırmanın en önemli noktası yatıyor: Münih'teki Ludwig-Maximilians-Universität ile işbirliği içinde çalışan Alman Havacılık Merkezi'nde (DLR) bulunan araştırmacılar, mevcut QKD teknolojisini alıp bilim laboratuarlarının sınırlarını terk etmeye daha da yaklaştılar. Gerçek dünyada pratik bir uygulama.

Bob Alice ile buluştuğunda

Uydu tabanlı bir QKD sisteminin oluşturulmasında üstesinden gelinmesi gereken koşulların türüne yaklaşmak için, DLR bilim adamları bir QRD orta uçuşu içeren bir lazer sinyalini ışınlayarak bir DLR Dornier Do 228-212 araştırma uçağını görevlendirdi. Bu, etkileyici bir doğruluk derecesi gerektirirken, bir uçuşun kaçınılmaz olarak ürettiği titreşimleri ve hareketi de telafi ediyordu.

Uçağın içinde, “Alice” adı verilen bir lazer sistemi ve diğer tüm ilgili ekipman, 500 x 800 mm (19 x 31 inç) optik tezgahın üzerine monte edilmiş, kendisi de uçak koltuğuna monte edilmiştir. Alice başlangıçta GPS ile “Bob” - yer istasyonu ile temas kurdu ve bunu takiben, düşük frekanslı ultra yüksek frekanslı (UHF) telemetri bağlantısı ile birbirini izleyen iki parça.

Buradan, kuantum anahtarı lazer yoluyla gönderildi - bu adım bile bazı zorluklar doğurdu. Klasik uzay-uzamsal iletişimde, büyük bir mesafe genellikle bilim adamlarının “suyu açmasını” gerektirecektir, ancak QKD ışınının yoğunluğu tek-foton seviyesinde olmalıdır. Bu nedenle, sabit bir bağlantı sağlamak için, ışın 20 km (12 mil) uzaklıkta, sadece 3, 4 metre (11 fit) çapa daraltılmıştır. BB84 kuantum kriptografi protokolü daha sonra usulüne uygun şekilde gönderilerek alındı.

DLR İletişim ve Seyrüsefer Enstitüsü'nden Florian Moll, “Bu, ne kadar iyi işleyeceğini bilmiyorduk, daha önce hiç yapılmadı” dedi.

Hızlı hareket eden bir nesneden lazer yoluyla bir kuantum anahtarı gönderme olasılığını kanıtlayan araştırmacılar, daha sonra QKD uydu iletiminin uygulanabilir bir sistemini üretmek için teknolojiyi uygulamak için çalışmaya niyetliydi.

Araştırma Nature Photonics dergisinde yayınlandı .

Kaynak: DLR

Araştırmada bir DLR Dornier Do 228-212 araştırma uçağı kullanılmıştır (Fotoğraf: DLR)

Uçağın içinde, “Alice” olarak adlandırılan bir lazer sistemi ve gerekli tüm ekipman, 500 × 800 mm (19 x 31 inç) optik tezgah üzerine monte edildi (Fotoğraf: DLR)

Araştırma Alman Havacılık Merkezi'nde gerçekleşti (Fotoğraf: DLR)

Kuantum anahtar dağılımı (QKD) genellikle gizli dinlemeye karşı kesinlikle güvenli kabul edilir (Fotoğraf: DLR)