ห้องปฏิบัติการแห่งชาติได้ดำเนินการเครือข่ายควอนตัมที่สามารถทำให้การสื่อสารทางอินเทอร์เน็ตที่ปลอดภัยอย่างสมบูรณ์เป็นจริง
แม้ว่าเทคโนโลยีใหม่ที่อธิบายไว้ 1 พฤษภาคมในวารสาร preprint arxiv.org ยังคงดำเนินการในเครือข่ายทดสอบเทคโนโลยีอาจเป็นครั้งแรกที่ประหยัดและปรับขนาดได้การเข้ารหัสควอนตัมที่สามารถใช้กับเครือข่ายใยแก้วนำแสงที่มีอยู่โดยเฉพาะบนเครือข่ายที่ใช้กริดไฟฟ้าและโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญอื่น ๆ
รหัสที่ไม่แตกสลาย
ในการเข้ารหัสคอมพิวเตอร์ส่งข้อความรหัสที่ต้องใช้กุญแจในการถอดรหัส แต่เทคนิคการเข้ารหัสที่มีอยู่นั้นไม่ปลอดภัยอย่างสมบูรณ์ - ด้วยพลังการคำนวณและเวลาที่เพียงพอพวกเขาสามารถแฮ็กได้
ป้อนการเข้ารหัสควอนตัม
ความคิดขึ้นอยู่กับหนึ่งในผลที่แปลกประหลาดของกลศาสตร์ควอนตัม- กล่าวคือเมื่อโฟตอนของแสงเดินทางจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่งมันจะเดินทางในสถานะที่ไม่แน่นอน ผู้สังเกตการณ์ไม่สามารถรู้ได้ว่าการปฐมนิเทศหรือโพลาไรซ์โดยไม่รบกวนโฟตอนและเปลี่ยนผลลัพธ์ -Wacky Physics: อนุภาคควอนตัมที่เจ๋งที่สุดอธิบาย-
ดังนั้นหากข้อความลับได้รับการเข้ารหัสด้วยคีย์ควอนตัมที่เข้ารหัสในสถานะเริ่มต้นของโฟตอนแล้วคนนอกคนใดก็ตามที่พยายามสกัดกั้นข้อความจะรบกวนอนุภาคดังนั้นจึงเปลี่ยนกุญแจ
สมบูรณ์แบบในทางทฤษฎี
แม้ว่าการเข้ารหัสควอนตัมจะสมบูรณ์แบบในทางทฤษฎี แต่ก็ไม่ได้ผลกับเครือข่ายที่มีอยู่เนื่องจากคีย์ควอนตัมจำเป็นต้องใช้ร่วมกันกับทุกโหนดหรือจุดเชื่อมต่อในเครือข่ายและต้องใช้เครื่องตรวจจับโฟตอนที่มีค่าใช้จ่ายสูงในแต่ละโหนด ดังนั้นเมื่อเครือข่ายมีขนาดใหญ่ขึ้นระบบจะยุ่งยากอย่างรวดเร็ว
ริชาร์ดฮิวจ์นักฟิสิกส์ของ Los Alamos National Laboratory ในนิวเม็กซิโก
การแก้ปัญหาเชิงปฏิบัติ
แต่เป็นเวลากว่าสองปีที่ฮิวจ์และเพื่อนร่วมงานของเขาแอบใช้งานเครือข่ายทดสอบขนาดเล็กที่อาจเอาชนะปัญหาเหล่านั้นได้
แทนที่จะเชื่อมต่อทุกโหนดกับโหนดอื่น ๆ โหนดในเครือข่ายทดสอบจะเชื่อมต่อกับฮับกลางเช่นซี่ในล้อ คีย์ควอนตัมใช้เพื่อเข้ารหัสข้อความที่ส่งจากซี่ไปยังฮับและกลับออกมาอีกครั้ง ตราบใดที่ฮับมีความปลอดภัยส่วนที่เหลือของระบบก็เช่นกัน
ในรูปแบบใหม่มีเพียงฮับเท่านั้นที่สามารถอ่านควอนตัมคีย์ได้ การประหยัดค่าใช้จ่ายและขนาดมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าจุดด้านนอกในเครือข่ายไม่ได้อ่านคีย์ด้วยเครื่องตรวจจับโฟตอนที่มีราคาแพง แต่แทนที่จะส่งคีย์ควอนตัมโดยใช้เล็ก ๆเครื่องส่งสัญญาณเลเซอร์- (ซี่สามารถอ่านข้อความคลาสสิกไม่ใช่ข้อความควอนตัม)
ในการส่งข้อความจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง (พูดจาก A ถึง B) ทั้งสองโหนดจะส่งควอนตัมควอนตัมไปยังฮับแยกต่างหาก โหนด A จะส่งข้อความที่เข้ารหัสซึ่งฮับถอดรหัสแล้วส่งไปยัง B โดยใช้รูปแบบการเข้ารหัสที่ D deciphers B โดยใช้คีย์ควอนตัม B ที่ส่งไปยังฮับ
วิธีการใหม่นั้นประหยัดกว่าและเนื่องจากใช้สถาปัตยกรรมฮับและสปักค์เช่นเดียวกับเครือข่ายใยแก้วนำแสงจำนวนมากจึงสามารถเสียบเข้ากับโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่ได้อย่างง่ายดาย Hughes กล่าว
นักวิจัยกล่าวว่าระบบใหม่ของพวกเขาสามารถใช้เพื่อปกป้องโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญเช่นกริดไฟฟ้า สำหรับแอปพลิเคชันเหล่านั้น "เราคิดว่านี่อาจเป็นทางออก" ฮิวจ์บอกกับ Livescience
ปีหน้าพวกเขาวางแผนที่จะทดสอบระบบในระบบไฟฟ้าที่ห้องปฏิบัติการ
พวกเขายังมองเห็นอนาคตที่ห่างไกลมากขึ้นที่ผู้คนเชื่อมต่อแล็ปท็อปหรือแท็บเล็ตของพวกเขาลงในเครือข่ายที่ปลอดภัยจัดเก็บคีย์การเข้ารหัสควอนตัมเพื่อใช้ในการรักษาความปลอดภัยโทรศัพท์หรืออีเมลที่ทำในภายหลังนอกเครือข่าย
ติดตาม Tia Ghose บน Twitter@Tiaghose-ติดตามLiveScience@livescience-Facebook-Google+- บทความต้นฉบับเกี่ยวกับLiveScience.com-
