Quantum hält den Schlüssel zu sicheren Telefonkonferenzen

Die Welt geht dank einer Zusammenarbeit zwischen Forschern des Quantum Communications Hub und ihren deutschen Kollegen einen weiteren Schritt in Richtung endgültig sicherer Telefonkonferenzen, die eine sichere Quantenkonversation zwischen vier Teilnehmern gleichzeitig ermöglicht.

Die Demonstration, angeführt von Hub-Forschern der Heriot-Watt University und veröffentlicht in Wissenschaftler machen Fortschritte, ist ein willkommener Schritt nach vorn, da seit Beginn der C19-Pandemie weltweit auf Zusammenarbeit aus der Ferne, einschließlich Telefonkonferenzen, angewiesen ist.

Im vergangenen Jahr gab es Berichte über eine erhebliche Eskalation von Cyberangriffen auf beliebte Telefonkonferenzplattformen. Dieser Fortschritt in der sicheren Quantenkommunikation könnte zu Telefonkonferenzen mit inhärenten, nicht hackbaren Sicherheitsmaßnahmen führen, die auf den Prinzipien der Quantenphysik basieren.

Der Hauptautor Professor Alessandro Fedrizzi, der das Heriot-Watt-Team leitete, sagte: „Wir wissen seit langem, dass Quantenverschränkung, die Albert Einstein als ‘spukhafte Fernwirkung’ bezeichnete, verwendet werden kann, um sichere Schlüssel zu verteilen. Unsere Arbeit ist das erste Beispiel, bei dem dies durch eine “gruselige Aktion” zwischen mehreren Benutzern gleichzeitig erreicht wurde – etwas, das ein zukünftiges Quanteninternet ausnutzen kann.”

Sichere Kommunikation beruht auf der gemeinsamen Nutzung kryptografischer Schlüssel. Die in den meisten Systemen verwendeten Schlüssel sind relativ kurz und können daher von Hackern kompromittiert werden, und der Prozess der Schlüsselverteilung wird zunehmend durch sich schnell entwickelnde Quantencomputer bedroht. Diese wachsenden Bedrohungen der Datensicherheit erfordern neue sichere Methoden der Schlüsselverteilung.

Eine ausgereifte Quantentechnologie namens Quantum Key Distribution (QKD), die erstmals in dieser Demonstration in einem Netzwerkszenario eingesetzt wurde, nutzt die Eigenschaften der Quantenphysik, um eine garantiert sichere Verteilung kryptografischer Schlüssel zu ermöglichen.

QKD wird seit mehr als drei Jahrzehnten zur Sicherung der Kommunikation eingesetzt und ermöglicht die Kommunikation über 400 km über terrestrische Glasfaser und seit kurzem sogar im Weltraum. erleichtern sichere Gespräche zwischen mehreren Benutzern.

Das hier vom Team demonstrierte System nutzt eine Schlüsseleigenschaft der Quantenphysik, die Verschränkung, die eine Eigenschaft der Quantenphysik ist, die Korrelationen zwischen zwei oder mehr Quantensystemen liefert – stärker als alle, die wir aus dem täglichen Leben kennen –, selbst wenn diese durch große Entfernungen getrennt.

Durch die Ausnutzung der Mehrparteienverschränkung konnte das Team Schlüssel zwischen den vier Parteien gleichzeitig teilen, durch einen Prozess, der als „Quantenkonferenz-Schlüsselvereinbarung“ bekannt ist, wodurch die Beschränkungen traditioneller QKD-Systeme für die gemeinsame Nutzung von Schlüsseln zwischen nur zwei Benutzern überwunden wurden, und ermöglicht die erste Quantenkonferenz mit einem Bild einer Grinsekatze, das zwischen den vier Parteien geteilt wird, getrennt durch bis zu 50 km Glasfaser.

Verschränkungsbasierte Quantennetzwerke sind nur ein Teil eines größeren Arbeitsprogramms, das der Quantum Communications Hub durchführt, um zukünftige sichere Quantennetzwerke bereitzustellen.

Die hier demonstrierte Technologie hat das Potenzial, die Ressourcenkosten für Telefonkonferenzen in Quantennetzwerken im Vergleich zu Standard-Zwei-Parteien-QKD-Verfahren deutlich zu reduzieren. Dies ist eines der ersten Beispiele für die erwarteten Vorteile eines zukünftigen Quanteninternets, das ein System global verteilter Knoten verschränken soll.

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