Ученые сделали квантовый шифратор в 1000 раз меньше, чем раньше
Один из способов, с помощью которого квантовые технологии обещают революционизировать вычисления, заключается в распределении квантовых ключей (QKD) - квантовом устройстве, которое позволяет людям безопасно шифровать и дешифровать сообщения.
Теперь ученые смогли серьезно сократить количество места, необходимого для его создания.
Исследователи разработали чип QKD размером всего 3 миллиметра, что является впечатляющим достижением, учитывая, что подобные установки квантовых вычислений могут быть такими же большими, как холодильник или даже занимать целый офисный этаж.
Это открывает все виды новых возможностей для этого типа квантовой техники. Чип размером всего 3 мм может быть встроен в смарт-часы или фитнес-трекер, например, но ходить с холодильником, привязанным к вашему запястью, не очень удобно.
Так почему же QKD так важен? Прямо сейчас, когда мы шифруем данные, мы обычно используем пароли или биометрические данные, которые могут быть взломаны или утечки.
Квантовая технология, однако, позволяет нам шифровать ключ в сообщении. Только тот, у кого тот же ключ, что и в сообщении, может открыть его.
«Это похоже на отправку защищенного письма», - говорит физик Квек Леонг Чуан из Технологического университета Наньян (NTU) в Сингапуре. «Представьте себе, что человек, написавший письмо, запечатал сообщение в конверте с ключом внутри него. Получателю нужен тот же ключ, чтобы открыть его».
«Квантовая технология гарантирует, что распределение ключей является безопасным, предотвращая любое вмешательство в ключ».
Есть надежда, что в дальнейшем эту высокозащищенную форму связи можно будет использовать везде, от банкоматов до сайтов онлайн-покупок. Опасно клеймить любую технологию как «несокрушимую», но QKD к этому приближается.
Эта технология берет классический парадокс шредингеровского кота, часто связанный с квантовой механикой, и применяет его к обмену сообщениями - как только кот обнаружен, мы узнаем, жив он или мертв, в традиционной загадке. В QKD, как только сообщение замечено кем-то без ключа, оно становится нечитаемым.
«В современном мире кибербезопасность очень важна, так как большая часть наших данных хранится и передается в цифровом виде», - говорит физик Лю Ай Цунь из НТУ.
«Почти все цифровые платформы и репозитории требуют, чтобы пользователи вводили свои пароли и биометрические данные, и до тех пор, пока это так, их можно подслушивать или расшифровывать».
Мы все еще ждем, чтобы квантовые вычисления в их полной форме стали реальностью, но системы QKD существуют уже несколько лет. Задача ученых состоит в том, чтобы сделать технологию меньше и практичнее - вот где появляется этот новый чип.
Новое решение, разработанное учеными NTU, должно быть относительно простым и дешевым в производстве, поскольку в нем используются стандартные промышленные материалы, такие как кремний, которые уже широко используются в производстве компьютеров.
На данный момент, однако, это все еще просто чип "доказательство принципа" - он показывает, что можно сделать, но он еще не готов к широкому производству или использованию.
Это должно прийти со временем. Начнем с того , что, как и многие другие подобные инновации, мы можем увидеть, что эта технология квантовых вычислений используется наряду с системами, основанными на классических вычислениях, в то время как она устанавливается и совершенствуется.
Несмотря на огромную технологическую проблему разработки квантовых вычислительных систем, ученые продолжают приближаться к тому, чтобы сделать реальные квантовые вычисления реальностью. Когда это произойдет, это будет означать, что наши данные станут намного более безопасными.
«Это будущее безопасности связи, и наши исследования приближают нас к квантовым вычислениям и коммуникации», - говорит Лю.
«Это поможет инициировать создание устройств связи следующего поколения, а также улучшит цифровые услуги, такие как онлайн-финансовые порталы банков и услуги цифрового правительства».
Исследование было опубликовано в журнале .