Uma equipe de pesquisa da Universidade de Guangxi demonstrou com sucesso que o Sensing Quantum Remote Sensing (SQRS) seguro pode funcionar em uma rede de fibra óptica de 50 quilômetros-sem requer emaranhamento. Em vez disso, eles podem trabalhar com estados quânticos de fóton único (estados separáveis) para codificar e transmitir dados de medição com segurança. Aplicações de sistemas de medição em segurança quântica. Confirme que a sensação de quântica pode ser implantada usando a infraestrutura de fibra existente, mantendo a segurança dos dados. Ao contrário do sensoriamento remoto convencional, que requer criptografia após a coleta de dados, o SQRS integra a segurança diretamente no próprio processo de medição. Também Estados quânticos em vez de pares emaranhados, simplificando a implementação e garantindo que os dados interceptados não possam ser acessados ou alterados sem detecção.
De acordo com a equipe de pesquisa, os resultados mostram que a sensação quântica segura não é apenas teoricamente possível, mas viável em cenários práticos. O estudo, que foi publicado como pré-impressão no arxiv , fornece uma base para o desenvolvimento adicional na transmissão de dados quânticos. p>
dr. Jacob Dunningham, um dos principais pesquisadores da Universidade de Sussex, cujo trabalho foi fundamental no desenvolvimento do modelo SQRS, destacou o significado desse marco.”Esta pesquisa confirma que o sensoriamento remoto quântico seguro pode operar por longas distâncias sem emaranhamento, tornando-o significativamente mais prático”, afirmou ele em seu estudo publicado Na revisão física A .
Sensing quântico e o desafio de segurança
As tecnologias de sensoriamento remoto são amplamente utilizadas em sistemas de defesa militar, orientada pela IA Automação, monitoramento ambiental e diagnóstico médico. p>
A maioria dos métodos anteriores de detecção quântica se baseou em emaranhamento quântico , um fenômeno onde duas ou mais partículas permanecem corlacentes independentemente de distância.
As limitações de emaranhamento têm sido uma barreira para implantar a detecção quântica sobre as redes de comunicação existentes.
O experimento da Universidade de Guangxi adotou uma abordagem diferente. Em vez de qubits emaranhados, ele usou estados quânticos separáveis, que ainda permitem sensação de quântica, mas é mais fácil de gerar e transmitir. Isso torna a tecnologia mais escalável e mais fácil de implementar em aplicativos do mundo real sem a necessidade de infraestrutura de rede quântica especializada. A inovação principal dos SQRs é que ele protege a medida em si, em vez de criptografar dados após a coleta. No protocolo testado, um remetente (Alice) transmite estados quânticos cuidadosamente preparados para um receptor (BOB). No local remoto, Bob codifica os dados do sensor nesses estados quânticos e os devolve a Alice. Alice à presença de um espionagem. Como os estados quânticos não podem ser copiados ou observados sem alterá-los, o SQRS garante que a medição permaneça privada-mesmo que os dados viajem por redes inseguras.
O experimento recente demonstrou que esse método pode funcionar dentro de fibra-óptica padrão infraestrutura, removendo uma grande barreira técnica à adoção. Ele confirma que a sensação quântica segura não requer canais de comunicação quântica dedicados, o que aumenta significativamente seu potencial para a implementação do mundo real. >
A comunicação com segurança quântica tem sido uma área de foco significativo na pesquisa, mas muitas soluções propostas lutam contra a escalabilidade. O sucesso deste experimento demonstra que os SQRs podem ser implementados em ambientes práticos sem as complexidades das redes quânticas emaranhadas.
Ao provar que a detecção quântica segura pode funcionar com a infraestrutura de fibra óptica existente, a pesquisa remove uma das maiores barreiras à adoção do mundo real.
Os achados também são construídos em pesquisas anteriores em segurança quântica. Embora alguns relatórios tenham sugerido que a computação quântica poderia ameaçar a criptografia, os ataques do mundo real a sistemas criptográficos permanecem amplamente teóricos. O verdadeiro desafio foi garantir dados transmitidos em longas distâncias-precisamente o problema que o SQRS aborda. Com uma otimização adicional, os pesquisadores acreditam que os SQRs podem ser dimensionados para redes de sensores globais, fornecendo um método completamente novo para proteger medições sensíveis em tempo real./h3>
A capacidade de medir os parâmetros físicos remotamente, garantindo que a integridade dos dados tenha implicações em vários setores. Uma das aplicações mais imediatas é em sistemas de defesa militar, onde o radar vertigado da quântica pode ser usado para detectar aeronaves ou submarinos furtivos, evitando interferências ou interferências. Diagnósticos alimentados, garantindo que os dispositivos de monitoramento remoto transmitam dados do paciente com segurança sem risco de ataques cibernéticos. As organizações de saúde que dependem da transmissão de dados em tempo real podem adotar o SQRS para aprimorar as proteções de privacidade para informações médicas sensíveis. níveis e poluição com maior precisão. As redes de sensores com segurança quântica também podem desempenhar um papel no monitoramento de automação industrial e infraestrutura, fornecendo segurança aprimorada para grades inteligentes e sistemas de fabricação. Comece a integrar métodos de transmissão com segurança quântica na próxima década. À medida que a pesquisa avança, os SQRs podem se tornar um componente padrão das redes de comunicação de alta segurança.
Desafios e desenvolvimento futuro
Apesar dos resultados promissores, vários desafios técnicos deve ser abordado antes que o SQRS possa ser amplamente implantado. Uma das primárias limitações é a perda de sinal em longas distâncias. Os sinais quânticos se degradam à medida que viajam por cabos de fibra óptica, introduzindo possíveis erros.
Enquanto este experimento demonstrou com sucesso a transmissão segura em mais de 50 quilômetros, a escala da tecnologia para distâncias mais longas exigirá melhores técnicas de correção de erro quântico.
Outro desafio é melhorar a eficiência da preparação do estado quântico. O uso de pulsos fracos a laser em vez de Qubits emaranhados simplifica a implementação, mas os métodos de geração e detecção de fótons refinados serão necessários para a comercialização. F
pesquisa de pesquisa também pode explorar abordagens híbridas que combinam estados quânticos separáveis com elementos de segurança baseada em emaranhamento para um desempenho aprimorado.
dr. Jacob Dunningham e seus colegas da Universidade de Sussex propuseram anteriormente um modelo híbrido, equilibrando a precisão da medição com segurança quântica com segurança. Mais estudos podem investigar como a combinação dessas técnicas pode otimizar o SQRS para implantação em escala global. ABS/2412.18837″> arxiv , permitindo que outros cientistas expandam seu trabalho. À medida que o interesse pela segurança quântica continua a crescer, a implementação bem-sucedida dos SQRs pode servir como base para sistemas de comunicação quânticos mais avançados em um futuro próximo. mais apenas um conceito teórico, mas uma solução viável para proteger os dados de medição em um mundo cada vez mais digital. Com o desenvolvimento contínuo, o SQRS pode se tornar um componente central da infraestrutura de segurança da próxima geração.