広州大学の研究チームは、セキュアな量子リモートセンシング（SQR）が50キロメートルの光ファイバーネットワークで機能し、絡み合いを必要としないことを成功裏に実証しました。代わりに、彼らは単一光子量子状態（分離可能状態）と連携して測定データを安全にエンコードおよび送信することができます。量子測定測定システムのアプリケーション
arxiv の前リントとして公開されており、量子セキュアデータ伝送のさらなる開発の基盤を提供します。 p>
dr。サセックス大学の主要な研究者であるジェイコブ・ダニンガムは、SQRSモデルの開発において重要な仕事がこのマイルストーンの重要性を強調しました。 「この研究は、安全な量子リモートセンシングがエンタングルメントなしで長距離にわたって動作し、それをより実用的にすることを確認しています」と彼は彼の公開された研究で述べました。物理的レビューで。自動化、環境監視、および医療診断。 p>
以前の量子センシング方法のほとんどは、 Quantum Entanglement に依存しています。エンタングルメントは強力なセキュリティの利点を提供しますが、長距離を維持することも脆弱であり、制御された環境以外での実用性を制限しています。
エンタングルメントの制限は、既存の通信ネットワーク上に量子センシングを展開する障壁でした。絡み合ったキュービットの代わりに、それは分離可能な量子状態を使用しましたが、これは依然として量子強化センシングを有効にしますが、生成と送信が簡単です。これにより、特殊な量子ネットワーキングインフラストラクチャを必要とせずに、テクノロジーが現実世界のアプリケーションでよりスケーラブルで実装しやすくなります。 SQRSのコアイノベーションは、データが収集された後にデータを暗号化するのではなく、測定自体を保護することです。テストされたプロトコルでは、送信者（アリス）が慎重に準備された量子状態をレシーバー（BOB）に慎重に送信します。リモートの場所で、ボブはセンサーデータをこれらの量子状態にエンコードし、アリスに返します。盗聴者の存在にアリス。量子状態はそれらを変更せずにコピーまたは観察できないため、SQRは、データが安全でないネットワークを超えて移動する場合でも、測定がプライベートであることを保証します。インフラストラクチャ、採用に対する主要な技術的障壁の削除。安全な量子センシングは専用の量子通信チャネルを必要としないため、実際の実装の可能性が大幅に増加します。 >
Quantum-Secured Communicationは重要な研究焦点の分野でしたが、多くの提案されたソリューションはスケーラビリティに苦しんでいます。この実験の成功は、SQRが絡み合った量子ネットワークの複雑さなしに実際の設定で実装できることを示しています。
安全な量子センシングが既存の光ファイバーインフラストラクチャで動作できることを証明することにより、この研究は現実世界の採用に対する最大の障壁の1つを削除します。
量子セキュリティで。いくつかのレポートでは、量子コンピューティングが暗号化を脅かす可能性があることを示唆していますが、暗号化システムに対する現実世界の攻撃は主に理論的なままです。実際の課題は、長距離にわたって送信されたデータを確保することです。これは、SQRSが対処する問題です。さらなる最適化により、研究者はSQRをグローバルセンサーネットワークに拡大できると考えており、リアルタイムで敏感な測定を保護するためのまったく新しい方法を提供します。/H3>
データの整合性を確保しながら、物理的なパラメーターをリモートで測定する能力は、複数の業界で影響を与えます。最も即時のアプリケーションの1つは軍事防衛システムにあります。そこでは、干渉や詰まりを防ぎながら、Quantum-Fasecured Radarを使用してステルス航空機または潜水艦を検出できます。リモート監視デバイスがサイバー攻撃のリスクなしに患者データを安全に送信することを保証することにより、電力診断。リアルタイムのデータ送信に依存しているヘルスケア組織は、SQRを採用してデリケートな医療情報のプライバシー保護を強化することができます。
この技術の恩恵を受けることができる他の分野には、量子センサーが気候変動、放射線を追跡できる環境監視が含まれます。レベル、および精度が向上した汚染。量子測定センサーネットワークは、産業自動化とインフラストラクチャの監視にも役割を果たす可能性があり、スマートグリッドと製造システムのセキュリティの強化を提供します。今後10年以内に量子測定された伝送方法の統合を開始します。研究が進むにつれて、SQRSは高セキュリティ通信ネットワークの標準的なコンポーネントになる可能性があります。 SQRSを広く展開する前に対処する必要があります。主な制限の1つは、長距離にわたる信号損失です。量子信号は、光ファイバーケーブルを通過する際に分解し、潜在的なエラーを導入します。
この実験は、50キロメートルを超える安全性の伝送を成功裏に実証しましたが、テクノロジーをより長い距離にスケーリングするには、量子誤差補正技術の改善が必要です。絡み合ったキュービットの代わりに弱いレーザーパルスを使用すると、実装が簡素化されますが、商業化には光子生成と検出方法を精製する必要があります。 f
uture研究は、分離可能な量子状態とエンタングルメントベースのセキュリティの要素を組み合わせて、パフォーマンスを向上させるためのハイブリッドアプローチを探求する場合もあります。
DR。ジェイコブ・ダニンガムとサセックス大学の彼の同僚は、以前にそのようなハイブリッドモデルを提案しており、量子強化測定の精度とセキュリティのバランスをとっています。さらなる研究では、これらの手法を組み合わせることで、グローバルスケールの展開のためにSQRを最適化する方法を調査することができます。 ABS/2412.18837″> arxiv 、他の科学者が自分の仕事を拡大できるようにします。量子セキュリティへの関心が成長し続けるにつれて、SQRの実装を成功させることは、近い将来、より高度な量子測定通信システムの基盤として役立つ可能性があります。
より長い理論的概念ですが、ますますデジタルの世界で測定データを保護するための実行可能なソリューションです。継続的な開発により、SQRSは次世代セキュリティインフラストラクチャのコアコンポーネントになる可能性があります。
