توشیبا شبکه کوانتومی هک‌ناپذیری با برد بیش از ۶۰۰ کیلومتر ایجاد کرد

۵۰ سال است دانشمندان از ظهور کامپیوتر کوانتومی صحبت می‌کنند و در حال‌ حاضر شرکت‌هایی از جمله گوگل (بنا به ادعای شرکت) موفق به دستیابی به برتری کوانتومی شده‌اند و گوگل حتی وعده داده است سال ۲۰۲۹ «کامپیوتر کوانتومی مفید و بدون خطا» بسازد؛ اما مشکلات امنیتی و به موجب آن، محدودیت مسافتی که بتوان در بستر اینترنت کوانتومی داده منتقل کرد، حضور پررنگ‌تر آن را به تعویق انداخته است. به همین خاطر خبر موفقیت دانشمندان توشیبا در شکستن رکورد مقیاس شبکه کوانتومی تا برد بیش از ۶۰۰ کیلومتر، در حوزه تبادل امن اطلاعات بسیار پراهمیت است. 

به گزارش zdnet، این دانشمندان در آزمایشگاه تحقیق و توسعه توشیبا در کمبریج انگلستان نشان دادند به لطف فناوری جدیدی که نوسانات محیطی داخل فیبر نوری را تثبیت می‌کند، می‌توانند بیت‌های کوانتومی (کیوبیت) را از طریق فیبر نوری تا مسافت صدها کیلومتر منتقل کنند؛ بدون اینکه داده‌های ناپایدار رمزنگاری‌شده در این ذرات را به هم بریزند. این کشف می‌تواند کمک زیادی به ایجاد نسل بعدی اینترنت کوانتومی کند که دانشمندان امیدوار هستند روزی بتواند سراسر جهان را پوشش بدهد.  

اما برای برقراری ارتباط، دستگاه‌های کوانتومی باید به تبادل کیوبیت‌هایی بپردازند که در حالت کوانتومی خاص اما بسیار شکننده قرار دارند. سال‌ها است دانشمندان به دنبال راهی برای انتقال کیوبیت‌ها هستند؛ طوری که حالت خاص کوانتومی خود، یعنی داشتن هم‌زمان مقادیر صفر و یک را از دست ندهند.

به بیان ساده‌تر، این دو طول موج با هم ترکیب می‌شوند تا نوسانات محیطی درون فیبر را در لحظه لغو کنند؛ به گفته محققان توشیبا، این تکنیک کیوبیت‌ها را قادر می‌سازد مسافتی بیش از ۶۰۰ کیلومتر را بدون مشکل طی کنند.  

علاوه بر این، این دانشمندان از این تکنولوژی برای آزمایش یکی از معروف‌ترین کاربردهای شبکه‌های کوانتومی، یعنی رمزنگاری مبتنی بر کوانتوم، استفاده کرده‌اند.

کامپیوترهای کوانتومی به خاطر قدرت رایانشی شگفت‌انگیز خود می‌توانند داده‌های رمزنگاری‌شده به روش‌های کلاسیک را در عرض چند دقیقه رمزگشایی کنند. برای اینکه بفهمید کامپیوترهای کوانتومی چگونه قادر هستند داده‌هایی که با کامپیوتر معمولی میلیون‌ها سال زمان می‌برد، در عرض چند دقیقه رمزگشایی کنند، مقاله الگوریتم شور به زبان ساده را بخوانید. 

به همین خاطر، در عصر کامپیوتر کوانتومی روش‌های کلاسیک رمزنگاری دیگر جوابگو نیست و نیاز به رمزنگاری جدیدی مبتنی بر کوانتوم است. این تیم تحقیقاتی از پروتکل توزیع کلید کوانتومی (QKD) استفاده کردند که به کمک شبکه‌های کوانتومی، کلیدهای امنیتی ایجاد می‌کند که هک کردن آن‌ها غیر ممکن است؛ بدین معنی که کاربران می‌توانند اطلاعات محرمانه نظیر اظهارنامه‌های بانکی یا سوابق بهداشتی خود را از طریق کانال ارتباطی نامطمئنی چون اینترنت با خیال راحت منتقل کنند.

برخلاف رمزنگاری کلاسیک، QKD برای ایجاد کلید امنیتی از قوانین ریاضی استفاده نمی‌کند؛ بلکه از قوانین فیزیک کمک می‌گیرد. در این صورت، حتی قدرتمندترین کامپیوترها قادر به هک کردن کلیدهای مبتنی بر کیوبیت نیستند.

تکنیک جدید توشیبا برای کاهش نوسانات در فیبرهای نوری، محققان را قادر ساخت مسافت انتقال QKD را بسیار بیشتر از آنچه در گذشته ممکن بود، افزایش بدهند.

نظر شما کاربر زومیت درباره آینده اینترنت کوانتومی چیست؟