革新的な量子革新は、より安全なオンライン通信の道を開きます
 

アルトン・パーリッシュ(リポーター)

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世界は完全に安全なインターネットと、サイバー攻撃の脅威の増大への答えに一歩近づいています。これは、私たちがオンラインで通信する方法を変えることができる独自のプロトタイプを作成した国際的な科学者のチームのおかげです。

量子物理実験は、安全な量子インターネットに不可欠な要件である、多くのユーザー間の量子暗号化に向けた重要な一歩を示しています。

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クレジットおよび著作権ÖAW/ Klaus Pichler


ブリストル大学が主導する発明は、サイエンス・アドバンスのジャーナルで本日発表され、数百万人のユーザーにサービスを提供する可能性があり、この種の史上最大の量子ネットワークであると理解されており、人々のオンライン通信を保護するために使用できます。特に新型コロナウイルス(COVID-19)のパンデミックによって加速されたこれらのインターネット主導の時代に。


新しい技術を導入し、物理法則を利用することで、メッセージを傍受から完全に安全にすると同時に、このほとんど使用されていないが大々的に宣伝されているテクノロジーの進歩を制限していた大きな課題を克服できます。


大学の量子工学技術(QET)ラボでプロジェクトを率いた主執筆者のシダース・ジョシ博士は、次のように述べています。「これは大規模な突破口であり、量子インターネットをより現実的な提案にします。これまで、量子ネットワークの構築には莫大なコスト、時間、およびリソースが必要であり、そのセキュリティに妥協することで目的全体を破っていました。」


「当社の解決方法は拡張可能で、比較的安価で、最も重要なのは難攻不落です。つまり、これはエキサイティングなゲームチェンジャーであり、このテクノロジーのはるかに迅速な開発と広範な使用への道を開きます。


現在のインターネットは情報を保護するために複雑なコードに依存していますが、ハッカーはそのようなシステムを巧みに使い、世界中でサイバー攻撃を引き起こし、毎年数兆ポンドのプライバシー侵害を引き起こしています。そのようなコストが劇的に上昇すると予測されているため、代替案を見つけるケースはさらに説得力があり、量子は何十年もの間、標準的な暗号化技術の革新的な代替品として歓迎されてきました。


これまでの物理学者は、光子と呼ばれる光の粒子が送信される、量子鍵配送と呼ばれる安全な暗号化の形式を開発してきました。このプロセスにより、情報の暗号化と復号化に使用される秘密鍵を、傍受のリスクなしに2人の当事者が共有できます。しかし、現在のところ、この手法は2人のユーザー間でのみ有効です。


「これまでのところ、ネットワークを拡張するための取り組みには、膨大なインフラストラクチャとシステムが含まれており、追加のユーザーごとに別の送信機と受信機を作成する必要があります。信頼できるノードと呼ばれるこの方法でメッセージを共有することは、リークする可能性があり、完全に安全でなくなる余分なハードウェアを大量に使用するため、十分とは言えません」


チームの量子技術は、エンタングルメントと呼ばれる一見すると魔法のように見える原理を適用します。 。このプロセスは、量子コンピューター、センサー、および情報処理のためのはるかに大きな機会を提供します。


「通信システム全体を複製する代わりに、多重化と呼ばれるこの最新の方法論は、単一のシステムによって放出された光粒子を分割し、複数のユーザーが効率的に受信できるようにします」とジョシ博士は述べた。


チームは8つのレシーバー・ボックスだけを使用して8人のユーザー用のネットワークを作成しましたが、前者の方法では、ユーザー数を何倍にも増やす必要があります。この場合、56ボックスになります。ユーザー数が増えると、ロジスティクスはますます実行不可能になります。たとえば、100人のユーザーが9,900台の受信ボックスを使用することになります。


距離を超えて機能を実証するために、受信ボックスはブリストルのさまざまな場所を介して光ファイバーに接続され、量子通信を介してメッセージを送信する機能が市の既存の光ファイバーネットワークを使用してテストされました。


「完全に安全であることに加えて、この新しい手法の優れている点は、その俊敏性が合理化されていることです。これは、既存のテクノロジーと統合されるため、最小限のハードウェアしか必要としません。」


チームの独自のシステムは、トラフィック管理も備えており、より優れたネットワーク制御を提供します。これにより、たとえば、特定のユーザーをより高速な接続で優先させることができます。


以前の量子システムの構築には数百年から数十億ポンドの費用がかかっていましたが、このネットワークは数カ月以内に作成され、30万ポンド未満でした。ネットワークの拡大に伴って経済的メリットが高まるため、以前の量子システムの100人のユーザーが50億ポンド程度のコストをかける可能性がある一方で、多重化技術により約450万ポンド(1%未満)に削減できるとJoshi博士は考えています。


近年、量子暗号は中国の銀行センター間の取引を保護し、スイスの選挙で票を確保するために使用されて成功しています。それでも、その幅広い適用は、関連するリソースとコストの膨大な規模によって妨げられてきました。


「これらの規模の経済により、普遍的な使用のための量子インターネットの見通しははるかにそれほど魅力的ではありません。コンセプトを証明し、ネットワークのリソースを最適化および共有するための多重化方法をさらに洗練することで、数百または数千だけでなく、潜在的に数百万のユーザーに、それほど遠くない将来のサービスを提供することを検討できました」とジョシ博士は述べました。


COVID-19パンデミックの影響は、インターネットの重要性と可能性、そしてインターネットへの依存の高まりを示しているだけでなく、その絶対的なセキュリティがいかに重要であるかを示しています。エンタングルメントの多重化は、このセキュリティを非常に必要な現実にするための重要な鍵を握ることができます。」


研究は、エンジニアリングと物理科学研究評議会(EPSRC)の量子通信ハブ、クロアチアの科学教育省(MSE)、およびオーストリア研究振興局(FFG)から資金提供を受けました。


ブリストル大学と協力している機関は、リーズ大学、クロアチアのザグレブにあるRuder Boskovic InstituteRBI)、オーストリアの量子光学および量子情報研究所(IQOQI)、ウィーンにあり、中国の国立防衛技術大学(NUDT)です。


連絡先と情報源:


ブリストル大学

出版物:信頼できるノードフリーの8ユーザーのメトロポリタン量子通信ネットワーク。

シドダース・コドゥル・ジョシ、ジェイラン・アクタス、セーレン・ウェンゲロフスキー、マーティン・ロンチャリス、セバスチャン・フィリップ・ノイマン、ボー・リュー、トーマス・シェイドル、ギジェルモ・クラロス・ロレンゾ、シェリコ・サメック、ローレント・クリング、アレックス・キュー、モーセン・ラザビ、マリオ・スティペル・ユティニティ サイエンスアドバンス、2020 DOI10.1126 / sciadv.aba0959

ソース: http://www.ineffableisland.com/2020/09/revolutionary-quantum-breakthrough.html


https://beforeitsnews.com/science-and-technology/2020/09/revolutionary-quantum-breakthrough-paves-way-for-safer-online-communication-2982575.html