4D-Quantenverschlüsselung packt Nachrichten auf Photonen

Quantenverschlüsselung
SQO-Team, Universität Ottawa
In einem (n Zeitalter der groß angelegten Hacks, Sicherheitsexperten denken, dass 4D Quantenverschlüsselung ist möglicherweise der beste Weg, die Kommunikation vor neugierigen Blicken zu schützen – indem man sie buchstäblich als Photonenstrom durch die Luft strahlt. Um dies noch sicherer zu machen, haben sie etwas namens 4D oder „hochdimensionales“ Quantum entwickelt Verschlüsselung, bei der jeweils doppelt so viele Daten wie bei der „normalen“ 2D-Quantenverschlüsselung komprimiert werden können Photon. Anstatt dass jedes Photon nur eine 1 oder 0 darstellt, wie es bei der 2D-Quantenverschlüsselung in 4D der Fall ist Bei der Verschlüsselung kodiert jedes Photon zwei Informationsbits, was die vier Möglichkeiten 01, 10, 00, oder 11.

So weit, so gut, oder? Das Problem besteht darin, dass diese Technik bisher nicht in der realen Welt demonstriert wurde. So sauber die Lösung im Labor auch ist, das Problem bei der Anwendung in der realen Welt sind Luftturbulenzen, die das optische Signal verzerren können. Dies ist jedoch möglicherweise nicht mehr der Fall, da ein internationales Forscherteam dies getan hat

zum ersten Mal demonstriert dass es möglich ist, diese Form der Kommunikation sogar in der überfüllten, lauten Umgebung einer modernen Stadt zu nutzen.

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Für ihren Test transportierten die Forscher ihre Laboroptikausrüstung auf zwei verschiedene Dächer der Universität von Ottawa, die zum Schutz mit Holzkisten abgedeckt waren. Anschließend demonstrierten sie die Wirksamkeit ihrer 4D-Quantenverschlüsselung an zwei Gebäuden im Abstand von 0,3 Kilometern. Die Übertragungen wiesen eine Fehlerquote von 11 Prozent auf, was unter dem für die Aufrechterhaltung einer sicheren Verbindung erforderlichen Wert liegt. Im Vergleich zur 2D-Verschlüsselung konnten sie 1,6-mal mehr Informationen pro Photon übertragen – was beides sicherer machte Und effizienter.

Als nächstes wollen die Forscher ihren Ansatz in einem Netzwerk mit drei Verbindungen umsetzen, wobei jede Verbindung 5,6 Kilometer voneinander entfernt ist und mehr als vier Dimensionen verwendet werden. Sie werden auch ihre spezielle Optiktechnologie weiterentwickeln, die in der Lage ist, Turbulenzen intelligent zu kompensieren. Letztendlich besteht das Ziel darin, das Netzwerk an ein bestehendes Netzwerk in Ottawa anzuschließen.

Derzeit befindet sich die Forschung noch im Stadium des Machbarkeitsnachweises, aber es ist auf jeden Fall spannend, wenn Sie Interesse daran haben, Ihre Kommunikation sicher zu halten.

Ein Papier, in dem die Arbeit beschrieben wurde, war kürzlich in der Zeitschrift Optics veröffentlicht.

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