Bảo mật cảm biến lượng tử di chuyển gần hơn với thực tế

Những hạn chế của sự vướng víu là một rào cản trong việc triển khai cảm biến lượng tử trên các mạng truyền thông hiện có.

Thí nghiệm của Đại học Guangxi đã có một cách tiếp cận khác. Thay vì các qubit bị vướng vào, nó đã sử dụng các trạng thái lượng tử có thể tách rời, vẫn cho phép cảm biến tăng cường lượng tử nhưng dễ dàng tạo và truyền hơn. Điều này làm cho công nghệ có thể mở rộng hơn và dễ thực hiện hơn trong các ứng dụng trong thế giới thực mà không yêu cầu cơ sở hạ tầng mạng lượng tử chuyên biệt. Sự đổi mới cốt lõi của SQRS là nó đảm bảo phép đo, thay vì mã hóa dữ liệu sau khi nó được thu thập. Trong giao thức được thử nghiệm, người gửi (Alice) truyền các trạng thái lượng tử được chuẩn bị cẩn thận đến máy thu (Bob). Tại vị trí từ xa, Bob mã hóa dữ liệu cảm biến thành các trạng thái lượng tử này và trả lại cho Alice. Alice với sự hiện diện của một người nghe lén. Bởi vì các trạng thái lượng tử không thể được sao chép hoặc quan sát mà không thay đổi chúng, SQRS đảm bảo rằng việc đo vẫn còn riêng tư ngay cả khi dữ liệu di chuyển qua mạng không an toàn. Cơ sở hạ tầng, loại bỏ một rào cản kỹ thuật lớn đối với việc áp dụng. Nó xác nhận rằng cảm biến lượng tử an toàn không yêu cầu các kênh truyền thông lượng tử chuyên dụng, làm tăng đáng kể tiềm năng của nó để thực hiện trong thế giới thực. >

Giao tiếp được bảo đảm lượng tử là một lĩnh vực tập trung nghiên cứu quan trọng, nhưng nhiều giải pháp được đề xuất đấu tranh với khả năng mở rộng. Thành công của thí nghiệm này chứng minh rằng SQRS có thể được thực hiện trong các cài đặt thực tế mà không có sự phức tạp của các mạng lượng tử vướng víu.

Bằng cách chứng minh rằng cảm biến lượng tử an toàn có thể hoạt động với cơ sở hạ tầng sợi quang hiện có, nghiên cứu loại bỏ một trong những rào cản lớn nhất đối với việc áp dụng trong thế giới thực. trong bảo mật lượng tử. Trong khi một số báo cáo cho rằng điện toán lượng tử có thể đe dọa mã hóa, các cuộc tấn công trong thế giới thực vào các hệ thống mật mã vẫn chủ yếu là lý thuyết. Thử thách thực sự là đảm bảo dữ liệu truyền qua khoảng cách xa, chủ yếu là vấn đề mà SQRS giải quyết. Với việc tối ưu hóa hơn nữa, các nhà nghiên cứu tin rằng SQRS có thể được mở rộng thành các mạng cảm biến toàn cầu, cung cấp một phương pháp hoàn toàn mới để bảo vệ các phép đo nhạy cảm trong thời gian thực./H3>

Khả năng đo các tham số vật lý từ xa trong khi đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu có ý nghĩa trong nhiều ngành công nghiệp. Một trong những ứng dụng ngay lập tức nhất là trong các hệ thống phòng thủ quân sự, trong đó radar được bảo đảm lượng tử có thể được sử dụng để phát hiện máy bay hoặc tàu ngầm tàng hình trong khi ngăn chặn sự can thiệp hoặc gây nhiễu.

Trong lĩnh vực y tế, cảm biến lượng tử có thể cải thiện AI-Chẩn đoán được cung cấp bằng cách đảm bảo rằng các thiết bị giám sát từ xa truyền dữ liệu bệnh nhân một cách an toàn mà không có nguy cơ bị tấn công mạng. Các tổ chức chăm sóc sức khỏe dựa vào truyền dữ liệu thời gian thực có thể áp dụng SQRS để tăng cường bảo vệ quyền riêng tư cho thông tin y tế nhạy cảm. mức độ, và ô nhiễm với độ chính xác được cải thiện. Mạng cảm biến được bảo đảm lượng tử cũng có thể đóng một vai trò trong việc giám sát cơ sở hạ tầng và tự động hóa công nghiệp, cung cấp bảo mật nâng cao cho lưới điện thông minh và hệ thống sản xuất. Bắt đầu tích hợp các phương pháp truyền được bảo đảm lượng tử trong vòng thập kỷ tới. Khi nghiên cứu tiến triển, SQRS có thể trở thành một thành phần tiêu chuẩn của các mạng truyền thông bảo mật cao. Phải được giải quyết trước khi SQRS có thể được triển khai rộng rãi. Một trong những hạn chế chính là mất tín hiệu trong khoảng cách xa. Tín hiệu lượng tử xuống cấp khi chúng di chuyển qua cáp quang, giới thiệu các lỗi tiềm ẩn.

Trong khi thí nghiệm này đã chứng minh thành công truyền an toàn trên 50 km, việc mở rộng công nghệ đến khoảng cách dài hơn sẽ yêu cầu cải thiện các kỹ thuật điều chỉnh lỗi lượng tử.

Một thách thức khác là cải thiện hiệu quả của việc chuẩn bị trạng thái lượng tử. Sử dụng các xung laser yếu thay vì các qubit bị vướng vào việc đơn giản hóa việc thực hiện, nhưng các phương pháp phát hiện và tạo photon sẽ là cần thiết để thương mại hóa. Nghiên cứu f

uture cũng có thể khám phá các phương pháp lai kết hợp các trạng thái lượng tử có thể tách rời với các yếu tố bảo mật dựa trên sự vướng víu để tăng cường hiệu suất.