Quantum – ключ к обеспечению безопасности конференц-связи

quantum8211ключкобеспечениюбезопасностиконференцсвязи
quantum
Кредит: CC0 Public Domain

Мир на один шаг ближе к максимально безопасной конференц-связи, благодаря сотрудничеству между исследователями Quantum Communications Hub и их немецкими коллегами, что позволяет вести квантово-безопасный разговор между четырьмя сторонами одновременно.

Демонстрация, проведенная исследователями Hub из Университета Хериот-Ватт и опубликованная в Science Advances , является своевременным шагом вперед, учитывая глобальную зависимость от удаленной совместной работы, включая , с начала C пандемия.

В прошлом году были сообщения о значительной эскалации кибератак на популярные платформы для телеконференций. Этот прогресс в области квантовой защищенной связи может привести к конференц-связи с неотъемлемыми неоткрываемыми мерами безопасности, подкрепленными принципами квантовой физики.

Старший автор, профессор Алессандро Федрицци, возглавлявший группу в Heriot-Watt, сказал: «Мы давно знаем, что , которую Альберт Эйнштейн назвал «жутким действием на расстоянии», можно использовать для распространения секретных ключей. Наша работа является первым примером, в котором это было достигнуто с помощью жуткое действие «между несколькими пользователями одновременно – то, что будущий квантовый Интернет сможет использовать».

Безопасная связь основана на совместном использовании криптографических ключей. Ключи, используемые в большинстве систем, относительно короткие и поэтому могут быть скомпрометированы хакерами, а процедура распределения ключей находится под растущей угрозой со стороны быстро развивающихся квантовых компьютеров. Эти растущие угрозы безопасности данных требуют новых, безопасных методов распределения ключей.

Зрелая квантовая технология, называемая квантовым распределением ключей. (QKD), впервые развернутая в этой демонстрации в сетевом сценарии, использует свойства квантовой физики для обеспечения гарантированного безопасного распределения криптографических ключей.

QKD использовался для защиты связи более трех десятилетий, облегчая связь более км по наземному оптическому волокну, а в последнее время даже через космос, однако, что очень важно, эта связь когда-либо происходила исключительно между двумя сторонами, что ограничивает практичность технологии, используемой для обеспечения безопасного разговора между несколькими пользователями.

Система, продемонстрированная здесь командой, использует ключевое свойство квантовой физики, запутанность, которая является свойством квантовой физики, которое дает корреляции – сильнее чем любой, с которым мы знакомы в повседневной жизни – между двумя или более квантовыми системами, даже когда они разделены большими расстояниями.

Используя многостороннюю запутанность, команда смогла обмениваться ключами одновременно между четырьмя сторонами посредством процесса, известного как «Соглашение о ключах квантовой конференции», преодолевая ограничения традиционных систем QKD на обмен ключами между двумя пользователями. , и включение первого квантового конференц-вызова с изображением Чеширского кота, совместно используемым между четырьмя сторонами, разделенных не более чем 50 км оптического волокна.

Квантовые сети на основе запутанности – это всего лишь один часть большой программы работы, которую проводит Quantum Communications Hub по созданию сетей с квантовой безопасностью будущего.

Технология продемонстрированный здесь, имеет потенциал для значительного снижения затрат на ресурсы для конференц-связи в квантовых сетях, когда совместное По сравнению со стандартными двухсторонними методами QKD. Это один из первых примеров ожидаемых преимуществ квантового Интернета будущего, который, как ожидается, обеспечит запутанность системы глобально распределенных узлов.



Больше информации: «Ключевое соглашение экспериментальной квантовой конференции» Science Advances (2021). DOI: 10. 1126 / sciadv.abe 400