211service.com
Government Lab onthult dat het al meer dan twee jaar Quantum Internet exploiteert
Een van de dromen van beveiligingsexperts is de creatie van een kwantuminternet dat perfect beveiligde communicatie mogelijk maakt op basis van de krachtige wetten van de kwantummechanica.
Het basisidee hier is dat het meten van een kwantumobject, zoals een foton, het altijd verandert. Dus elke poging om een kwantumbericht af te luisteren, kan niet anders dan veelbetekenende tekenen van snuffelen achterlaten die de ontvanger kan detecteren. Hiermee kan iedereen een sturen eenmalige pad over een kwantumnetwerk dat vervolgens kan worden gebruikt voor veilige communicatie met behulp van conventionele klassieke communicatie.
Dat maakt het goed voor perfect beveiligde berichtenuitwisseling die bekend staat als kwantumcryptografie en dit is eigenlijk een vrij eenvoudige techniek voor elk half fatsoenlijk kwantumopticalab. Inderdaad, een bedrijf genaamd Quantum-ID verkoopt een kant-en-klaar systeem dat banken en andere organisaties begint aan te trekken die geïnteresseerd zijn in perfecte beveiliging.
Deze systemen hebben echter een belangrijke beperking. De huidige generatie kwantumcryptografiesystemen zijn point-to-point-verbindingen over een enkele vezellengte, dus ze kunnen beveiligde berichten van A naar B verzenden, maar kunnen deze informatie niet doorsturen naar C, D, E of F. Dat komt omdat de handeling van het routeren van een bericht betekent het lezen van het deel ervan dat aangeeft waar het moet worden gerouteerd. En dit verandert het onvermijdelijk, althans met conventionele routers. Dit maakt een kwantuminternet onmogelijk met de technologie van vandaag
Verschillende teams racen om kwantumrouters te ontwikkelen die dit probleem oplossen door kwantumberichten te sturen zonder ze te vernietigen. We hebben vorig jaar een van de eerste bekeken. Maar de waarheid is dat deze apparaten nog ver verwijderd zijn van de commerciële realiteit.
Vandaag onthullen Richard Hughes en zijn vrienden van Los Alamos National Labs in New Mexico een alternatief kwantuminternet, waarvan ze zeggen dat het al twee en een half jaar draait. Hun aanpak is om een kwantumnetwerk te creëren dat is gebaseerd op een netwerk van het type hub en spaak. Alle berichten worden via deze centrale hub gerouteerd van elk punt in het netwerk naar een ander.
Dit is niet de eerste keer dat een dergelijke aanpak wordt geprobeerd. Het idee is dat berichten naar de hub afhankelijk zijn van het gebruikelijke niveau van kwantumbeveiliging. Eenmaal bij de hub worden ze echter omgezet in conventionele klassieke bits en vervolgens opnieuw omgezet in kwantumbits om op het tweede deel van hun reis te worden verzonden.
Dus zolang de hub veilig is, moet het netwerk ook veilig zijn.
Het probleem met deze aanpak is schaalbaarheid. Naarmate het aantal verbindingen met de hub toeneemt, wordt het steeds moeilijker om alle mogelijke verbindingen tussen het ene punt in het netwerk en het andere te verwerken.
Hughes en co zeggen dat ze dit hebben opgelost met hun unieke aanpak die elk knooppunt in het netwerk uitrust met kwantumzenders, dat wil zeggen lasers, maar niet met fotondetectoren die duur en omvangrijk zijn. Alleen de hub kan een kwantumbericht ontvangen (hoewel alle knooppunten op de normale manier conventionele berichten kunnen verzenden en ontvangen).
Dat klinkt misschien beperkend, maar het staat nog steeds toe dat elk knooppunt een eenmalige pad naar de hub stuurt, die het vervolgens gebruikt om veilig te communiceren via een klassieke link. De hub kan dit bericht vervolgens doorsturen naar een ander knooppunt met behulp van een ander tijdpad dat het heeft ingesteld met dit tweede knooppunt. Het hele netwerk is dus beveiligd, mits de centrale hub ook beveiligd is.
Het grote voordeel van dit systeem is dat het de technologie die nodig is bij elk knooppunt uiterst eenvoudig maakt - in wezen niet meer dan een laser. Los Alamos heeft zelfs al plug-and-play-modules ontworpen en gebouwd die ongeveer zo groot zijn als een doos met lucifers. Onze volgende generatie [module] zal een orde van grootte kleiner zijn in elke lineaire dimensie, zeggen ze.
Hun uiteindelijke doel is om een van deze modules in te bouwen in bijna elk apparaat dat is aangesloten op een glasvezelnetwerk, zoals settopboxen, thuiscomputers, enzovoort, om perfect beveiligde berichtenuitwisseling mogelijk te maken.
Los Alamos heeft dit systeem nu meer dan twee jaar in gebruik en heeft nu veel vertrouwen in de doeltreffendheid ervan.
Natuurlijk kan het netwerk nooit veiliger zijn dan de hub in het midden ervan en dit is een belangrijke beperking van deze aanpak. Daarentegen zou een puur kwantuminternet perfect veilige communicatie mogelijk moeten maken van elk punt in het netwerk naar een ander.
Een andere is dat deze aanpak achterhaald zal zijn zodra quantumrouters commercieel levensvatbaar worden. De vraag voor eventuele beleggers is dus of ze hun geld op tijd terug kunnen krijgen. De kans is groot dat ze niet lang hoeven te wachten om erachter te komen.
Referentie: arxiv.org/abs/1305.0305 :Netwerkgerichte kwantumcommunicatie met toepassing op bescherming van kritieke infrastructuur