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China Dá Mais Um Passo Em Direção Uncrackable Quantum De Comunicação

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Uncrackable quantum de comunicação é um passo mais perto depois que pesquisadores Chineses demonstraram uma maneira prática de compartilhamento de chaves de segurança sobre 1,120 quilômetros usando preso fótons recebidos e enviados por satélites.

Em 2017, uma equipe liderada por China Jian-Pan Wei inovou quando eles mostraram que eles podem transmitir pares de fótons emaranhados—partículas ligadas entre si por estranho leis da mecânica quântica—a partir de um satélite para duas estações terrestres de 1.200 quilômetros.

No momento em que este foi saudado como um passo importante em direção à criação de um ultra-canal de comunicação seguro baseado em “quantum key distribution”, onde estes fótons emaranhados são usados para transmitir uma chave criptográfica para dois receptores, que podem então ser usada para descriptografar mensagens enviadas através de um canal convencional.

Essa abordagem baseia-se no fato de que a manipulação de medição ou o estado de qualquer sistema quântico alterações. Isso significa que os receptores pode dizer se alguém está espiando quando a chave quântica é transmitida a eles, tornando-o essencialmente impossível para invadir o canal de comunicação sem eles perceberem.

O único problema era que a complexidade de disparo de fótons a partir do espaço através de quilômetros de atmosfera cheia de nuvens e de pó de um telescópio, apenas um par de metros em significava que apenas cerca de noe fótons de seis milhões de enviado para o satélite fez isso, o que é muito pouco para transmitir uma chave quântica.

Agora, porém, Pan equipe tem aperfeiçoado sua abordagem, e em um papel publicado hoje no Natureza eles descrevem como eles enviaram uma chave quântica para duas estações de terra 1,120 quilômetros. Eles também têm endurecido o seu quantum sistema de comunicação contra uma variedade de potenciais hacks que poderia contornar a segurança do quantum chaves.

A chave para o avanço foi de um aumento de duas vezes no chão estações de capacidade para coletar fótons emaranhados. Isto foi conseguido através de uma variedade de ajustes para o telescópio, incluindo um novo revestimento para sua lente e uma série de otimizações de sistemas ópticos utilizados para detectar os fótons emaranhados.

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Isto resultou em um sistema que pudesse transmitir de forma segura 0.12 bits por segundo. Dado que o satélite pode ver ambas as estações em terra para 285 segundos por dia, o que significa que o satélite pode transmitir cerca de 34 bits de dados em uma sessão. Que ainda não é um monte de dados, mas, definitivamente, na região obrigados a entregar uma prática de chave quântica.

Os pesquisadores estimam que o link eficiência do satélite abordagem baseada no sistema 11 ordens de magnitude maior do que a abordagem alternativa para o fornecimento de quantum chaves. O que é através de fibras óticas, e até agora, só conseguiu atingir distâncias de 100 quilômetros.

No topo de melhorar a eficiência, a equipe abordou alguns dos potenciais lado do canal ataques que um hacker pode usar para comprometer o link seguro. De um lado do canal de ataque é aquele que não explorar fraquezas no sistema de criptografia do sistema, mas, em vez disso, a forma de eus implementados em software e hardware.

No sistema desenvolvido por pesquisadores Chineses, estes incluem coisas como a minuto as variações na eficiência de diferentes fóton único detectores, o fato de que estes componentes não responder por um curto período após a detecção de um fóton, ou o caminho do feixe de divisores respondem de forma diferente a diferentes comprimentos de onda da luz. Todas essas peculiaridades poderia ser explorada por um hacker para minar a segurança do sistema, mas do Pan equipe desenvolveu uma variedade de hardware de ajustes para negar o potencial de ataques.

O resultado é um prático sistema de distribuição de chave quântica que é capaz de operar a distâncias de mais de 1.000 quilômetros, uma melhoria significativa em relação à anterior fibra óptica baseados em soluções. Considerando-se a mesma equipe revelou uma estação terrestre móvel conderii este ano, bem como um técnica para conectando-se do quantum memórias a uma distância de até 50 quilômetros, parece que a China está bem à frente na corrida por um quantum de internet.

Crédito da imagem: Pete Linforth de Pixabay

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