O nouă metodă ar putea îmbunătăți securitatea comunicațiilor cuantice

nn
Cercetători din cadrul Universității din VARȘOVIA au dezvoltat o nouă abordare a distribuției cuantice de chei (QKD), o tehnologie menită să securizeze comunicațiile. Metoda se bazează pe efectul TALBOT, un fenomen optic, pentru a simplifica sistemele și a crește eficiența. Studiul, care a fost testat pe rețeaua de fibră optică existentă a universității, ar putea reprezenta un pas important în dezvoltarea unor canale de comunicație extrem de sigure.
nn
Sistemele QKD clasice utilizează qubiți, unități cuantice cu două stări posibile. Noua abordare din VARȘOVIA merge însă pe codare multidimensională, unde informația este distribuită în mai multe valori. Aceasta permite transportul unei cantități mai mari de informații pe fiecare foton, crescând eficiența sistemului. Echipa a lucrat cu superpoziții time-bin, unde informația este codificată în relația de fază dintre impulsurile luminoase.
nn

Cum funcționează exploatarea efectului Talbot

nn
Efectul TALBOT, asociat cu refacerea periodică a imaginii unei rețele de difracție, a fost exploatat de cercetători. Aceștia au demonstrat că același tip de „auto-reconstrucție” poate apărea și pentru secvențe regulate de impulsuri luminoase care călătoresc printr-o fibră optică. Cu ajutorul acestei proprietăți, superpozițiile de stări pot fi analizate fără interferometre complicate, facilitând calibrarea și reducând pierderile de eficiență.
nn
Noua abordare a permis demonstrații pentru codare bidimensională și cvadridimensională folosind același emițător și același receptor, fără modificări hardware. Testarea pe rețeaua de fibră existentă a universității a demonstrat fezabilitatea tehnică, chiar dacă tehnologia nu este încă pregătită pentru implementare masivă. Un avantaj important este că toate evenimentele de detecție a fotonilor sunt utile, spre deosebire de schemele convenționale unde o parte din măsurători nu contribuie la cheia finală.
nn

Provocări și perspective pentru securitatea informațiilor

nn
Dezvoltarea este importantă în contextul presiunii tot mai mari pentru canale de comunicație securizate. Atacurile cibernetice devin mai sofisticate, iar computația cuantică este considerată o posibilă amenințare pentru criptografia clasică. Soluția de la VARȘOVIA simplifică receptorul și reduce necesitatea calibrării fine, două dintre problemele care au limitat extinderea sistemelor QKD.
nn
Cu toate acestea, cercetătorii recunosc că metoda are încă rate de eroare relativ ridicate. De asemenea, analiza de securitate a arătat că unele protocoale QKD standard au descrieri teoretice incomplete, care ar putea fi exploatate de atacatori. Echipa a colaborat cu specialiști din Italia și Germania pentru o evaluare de securitate mai robustă.
nn
Noua cercetare nu promite soluții instantanee, ci indică faptul că un fenomen optic studiat de aproape 200 de ani poate deveni un instrument relevant pentru infrastructura digitală a viitorului. Prin urmare, dacă această direcție va conduce la sisteme mai stabile și mai extinse, una dintre cele mai avansate forme de securitate informatică ar putea deveni mai pragmatică.

Sursa: Playtech.ro