Een superveilig kwantuminternet is weer een stap dichter bij de realiteit gekomen

Categorie: computergebruik Geplaatst 22 aug

Wetenschappers zijn erin geslaagd een recordaantal gegevens in kwantumvorm te verzenden, met behulp van een vreemde eenheid van kwantuminformatie, een qutrit.

Het nieuws: Quantum-technologie belooft dat gegevens veilig over lange afstanden kunnen worden verzonden. Wetenschappers hebben al aangetoond dat het mogelijk is om informatie zowel op het land als via satellieten te verzenden met behulp van kwantumbits of qubits. Nu hebben natuurkundigen van de Universiteit voor Wetenschap en Technologie van China en de Universiteit van Wenen in Oostenrijk een manier gevonden om nog meer gegevens te verzenden met behulp van iets dat quantum trits of qutrits wordt genoemd.

Qutrits? Oh, kom op, dat heb je net verzonnen: Nee, ze zijn echt. Conventionele bits die worden gebruikt om alles te coderen, van financiële gegevens tot YouTube-video's, zijn stromen van elektrische of fotonische pulsen die ofwel een een of een 0 . Qubits, meestal elektronen of fotonen, kunnen meer informatie bevatten omdat ze in twee richtingen tegelijk kunnen worden gepolariseerd, zodat ze zowel een een en een 0 tegelijkertijd. Qutrits, die tegelijkertijd in drie verschillende dimensies kunnen worden gepolariseerd, kunnen nog meer informatie bevatten. In theorie kan dit vervolgens worden verzonden met behulp van kwantumteleportatie.

Kwantum… wat? Kwantumteleportatie is een methode voor het verzenden van gegevens die afhankelijk is van een bijna mystiek fenomeen dat verstrengeling wordt genoemd. Verstrengelde kwantumdeeltjes kunnen elkaars toestand beïnvloeden, zelfs als ze continenten uit elkaar liggen. Bij teleportatie ontvangen een zender en ontvanger elk een van een paar verstrengelde qubits. De afzender meet de interactie van zijn qubit met een andere die gegevens bevat die hij wil verzenden. Door de resultaten van deze meting toe te passen op de andere verstrengelde qubit, kan de ontvanger achterhalen welke informatie is verzonden. (Zie onze uitleg hier voor een meer gedetailleerde kijk op kwantumteleportatie.)

Vooruitgang meten: Dit aan het werk krijgen met qubits is niet eenvoudig - en het benutten van qutrits is nog moeilijker vanwege die extra dimensie. Maar de onderzoekers, waaronder Jian-Wei Pan, een Chinese pionier op het gebied van kwantumcommunicatie, zeggen dat ze het probleem hebben opgelost door het eerste deel van het teleportatieproces aan te passen, zodat afzenders meer meetinformatie hebben om door te geven aan ontvangers. Dit maakt het voor de laatste gemakkelijker om uit te zoeken over welke gegevens is geteleporteerd. Het onderzoek was: gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters.

Hackers afschrikken: Dit lijkt misschien nogal esoterisch, maar het heeft enorme implicaties voor cyberbeveiliging. Hackers kunnen snuffelen in conventionele bits die over het internet stromen zonder een spoor achter te laten. Maar interfereren met kwantumeenheden van informatie zorgt ervoor dat ze hun delicate kwantumtoestand verliezen, waardoor een veelbetekenend teken van hacking achterblijft. Als qutrits op grote schaal kunnen worden ingezet, kunnen ze de ruggengraat vormen van een ultraveilig kwantuminternet dat kan worden gebruikt om zeer gevoelige overheids- en commerciële gegevens te verzenden.