Selama beberapa dekade, para ilmuwan berpikir enkripsi kuantum yang tidak dapat diselesaikan membutuhkan sumber cahaya yang sempurna, pencapaian yang hampir mustahil. Tetapi sebuah tim telah membalikkan skrip menggunakan “titik kuantum” yang direkayasa kecil dan protokol pintar baru.
Dengan membuat cahaya yang tidak sempurna berperilaku lebih aman, mereka membuktikan bahwa pesan yang dienkripsi dapat melakukan perjalanan lebih jauh dan lebih aman dari sebelumnya. Tes dunia nyata telah menunjukkan bahwa metode mereka mengungguli dan bahkan sistem saat ini adalah yang terbaik, membawa komunikasi praktis dan aman dari langkah -langkah signifikan lebih dekat.
Terobosan dalam enkripsi kuantum
Tim fisikawan telah membuat terobosan yang dapat membawa komunikasi kuantum yang aman lebih dekat dengan penggunaan sehari -hari -tanpa kebutuhan akan perangkat keras tanpa cacat.
Penelitian, yang dipimpin oleh mahasiswa PhD Yuval Bloom dan Yoad Ordan, di bawah bimbingan Profesor Ronen Rapaport dari Institut Fisika di Universitas Hebrew bekerja sama dengan para peneliti dari Lab Nasional Los-Alamos, dan diterbitkan di PRX QuantumMemperkenalkan pendekatan praktis baru yang secara signifikan meningkatkan cara kami mengirim informasi terenkripsi kuantum menggunakan partikel cahaya – bahkan ketika menggunakan peralatan yang tidak sempurna.
Selesaikan tantangan 40 tahun
Selama empat dekade, Holy Grail of Quantum Key Distribution (QKD) -ILMU menciptakan enkripsi yang tidak terputus menggunakan mekanika kuantum yang bergantung pada satu persyaratan yang sulit dipahami: satu sumber foton yang direkayasa dengan sempurna. Ini adalah sumber kecil cahaya yang dapat memancarkan satu partikel cahaya (foton) pada suatu waktu. Namun dalam praktiknya, membangun perangkat seperti itu dengan presisi absolut telah terbukti sangat sulit dan mahal.
Untuk mengatasi ini, bidang ini sangat tergantung pada laser, yang lebih mudah diproduksi tetapi tidak ideal. Laser ini mengirimkan pulsa cahaya yang tidak jelas yang berisi sejumlah kecil foton, tetapi tidak dapat diprediksi – kompromi yang membatasi keamanan dan jarak di mana data dapat ditransmisikan dengan aman, karena atap pintar dapat “mencuri” bit informasi yang diberi kode secara bersamaan dalam lebih dari satu foton.
Cara yang lebih baik dengan alat yang tidak sempurna
Bloom, Ordan, dan tim mereka mengubah naskah. Alih -alih menunggu sumber foton yang sempurna, mereka mengembangkan dua protokol baru bekerja dengan apa yang kita miliki sekarang -The foton sub-boysonian berdasarkan titik kuantum, yang merupakan partikel semikonduktor kecil yang berperilaku seperti atom buatan.
Dengan merekayasa perilaku optik dari titik -titik kuantum ini dan memasangkannya dengan nanoantennas, tim dapat mengubah bagaimana foton dipancarkan. Penyesuaian ini memungkinkan mereka untuk menyarankan dan menunjukkan dua strategi enkripsi canggih:
- Pemotongan protokol umpan negara: Versi baru dari pendekatan enkripsi kuantum banyak digunakan, dirancang untuk sumber foton tunggal yang tidak sempurna, yang menghilangkan upaya peretasan potensial karena peristiwa multi-moton.
- Protokol pemurnian yang menyembuhkan: Metode baru yang secara dramatis meningkatkan keamanan sinyal dengan “memfilter” kelebihan foton secara real time, memastikan bahwa hanya bit foton tunggal yang benar yang direkam.
Dalam simulasi dan eksperimen laboratorium, teknik-teknik ini mengungguli bahkan versi terbaik dari metode QKD berbasis laser tradisional. 3 desibelLompatan besar di lapangan.
Tes Dunia Nyata dari Jaringan Quantum
Untuk membuktikannya bukan hanya teori, tim membangun pengaturan komunikasi kuantum dunia nyata menggunakan sumber titik kuantum suhu kamar. Mereka menjalankan versi baru mereka yang diperkuat dari protokol enkripsi BB84 yang terkenal banyak sistem distribusi kunci kuantum menunjukkan bahwa pendekatan mereka tidak hanya layak tetapi lebih unggul dari teknologi yang ada.
Terlebih lagi, pendekatan mereka kompatibel dengan berbagai sumber cahaya kuantum, memiliki potensi untuk mengurangi biaya dan hambatan teknis untuk menggunakan komunikasi kuantum skala besar.
Menuju komunikasi kuantum yang terjangkau
“Ini adalah langkah signifikan menuju enkripsi kuantum yang praktis dan mudah diakses,” kata Profesor Rapaport. “Ini menunjukkan bahwa kita tidak membutuhkan perangkat keras yang sempurna untuk mendapatkan kinerja luar biasa – kita hanya perlu lebih pintar tentang bagaimana kita menggunakan apa yang kita miliki.”
Penulis co-lead Yuval Bloom menambahkan, “Kami berharap pekerjaan ini membantu membuka pintu ke jaringan kuantum dunia nyata yang aman dan terjangkau. Yang keren adalah bahwa kami tidak harus menunggu; itu dapat diimplementasikan dengan apa yang sudah kami miliki di banyak laboratorium di seluruh dunia.”
Referensi: “Protokol Decoy-State Dan Purification BUTKIBUSI KUNCI KUANTUM YANG UNGGUL DENGAN SUMBER FOTON TOWGAL BERBASIS KUANTUM-DOT YANG TIDAK SEMPURNA: TEORI DAN EKSPERIMEN,” OLEH YUVAL BLOOM, YOAD ordan, Tamar Levin, Kfir, ”OLEH YUVAL BLOOM, Yoad Ordan, Tamar Levin, Kfir,” Oheh Yuval G. Rapaport, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus 21 Agustus, 21 Agustus, Jennifer A. Hollings dan Ronen Rapaport, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, Agustus 21 Agustus, Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Agustus, 21 Jennifer A. PRX Quantum.
Dua: 10.1103/7FDD-M92N
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan Buletin ScitechDaily.
NewsRoom.id
