فتح Digest محرر مجانًا
تختار رولا خالاف ، محررة FT ، قصصها المفضلة في هذه النشرة الإخبارية الأسبوعية.
أرسل العلماء رسائل مشفرة باستخدام مبادئ الفيزياء الكمومية على شبكة الاتصالات التجارية الألمانية البالغة 250 كيلومترات ، في علامة فارقة نحو أمان البيانات من الجيل التالي.
استخدم باحثو Toshiba Europe تشفيرًا لما يسمى بتوزيع المفاتيح الكمومية (QKD) لنقل الرسائل عبر أنظمة الاتصالات التقليدية بطريقة ستكون آمنة من المتسللين.
يستغل QKD ظاهرة تعرف باسم التشابك الكمومي. يشير هذا إلى الطريقة التي يمكن أن تكون بها خصائص الجسيمين دون الذري مرتبطين ، حتى عند فصلها بمسافة شاسعة.
عن طريق قياس البيانات من جسيم واحد ، يمكنك استنتاج المعلومات من الآخر. يتيح ذلك للزوج أن يكون بمثابة مفاتيح يمكنها تبادل الرسائل المشفرة ولكنها غير قابلة للقراءة للأجانب.
تمكن الباحثون من إرسال مثل هذه الرسائل الكمومية باستخدام ألياف ضوئية قياسية وبدون أخصائي معدات تبريد درجة حرارة منخفضة متخصصة تستخدم عادة لهذا النوع من الاتصالات. يزعمون أن هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها تشغيل تبادل المعلومات الكمومية المبسطة الواسعة على شبكة اتصالات تجارية.
وقال روبرت وودوارد ، زعيم فريق أبحاث الألياف QKD في Toshiba Europe ، إن اختراقهم “يفتح الباب أمام العديد من التقنيات الكمومية المثيرة التي تنتقل إلى الخارج إلى الشبكات العملية”.
أثارت مرونة شبكات الكم المحتملة للمتسللين الاهتمام البحثي في جميع أنحاء العالم بما في ذلك في الصين ، والذي يقوم بتطوير نظام اتصالات كمية قائم على الأقمار الصناعية العالمية.
وقال وودوارد ، وهو مؤلف مشارك لورقة عن العمل المنشور في الطبيعة يوم الأربعاء: “هناك تأثير عملي على المدى القريب لنتائجنا هو أن QKD أعلى بكثير من الأداء يمكن الآن استخدام مكونات قابلة للحياة تجاريًا”. “هذا يمهد الطريق لنشر المقياس الوطني والدولي للبنية التحتية للاتصالات في آمنة الكم.”
تتسابق الحكومات والشركات والباحثين الأكاديميين لتحسين أمن المعلومات بسبب التهديدات التكنولوجية الناشئة للبيانات الحساسة المشفرة ، مثل المعاملات المصرفية والسجلات الصحية. إذا نجحت الجهود المبذولة لتطوير أجهزة كمبيوتر قوية بناءً على نظرية الكم ، فيمكنها كسر الحسابات الرياضية المعقدة التي تستند إليها أساليب التشفير التي تعود إلى عقود.
تكمن حداثة التجربة الألمانية ، التي تمتد إلى شبكة طولها 254 كم بين فرانكفورت وكيرشفيلد و Kehl ، في بساطة المعدات التي تستخدمها. إنه يتجنب الاعتماد على الآلات الباهظة الثمن والمكثفة للطاقة للتحكم في درجة الحرارة والكشف عن جزيئات الفوتون التي يعتمد عليها نقل البيانات الكمومية.
وقال البروفيسور ساندرين هيوتز ، رئيس قسم المواد في إمبريال كوليدج لندن: “تمثل هذه الورقة تقدمًا كبيرًا لنشر الاتصالات الكمومية الآمنة”.
“يعتمد النشر على نطاق واسع للاتصالات الكمومية على النهج الهندسية العملية مثل هذه ، حيث يجمع بين التركيز على الاستدامة والتواصل الآمن على أكثر من 250 كم.”
وقال باحثون آخرون إن استخدام شبكة الاتصالات التجارية تميزها عن التعديلات المتخصصة التي تم نشرها في أعمال التواصل الكمومي الواسع في الصين على الأرض وعبر القمر الصناعي.
قد يتضمن استخدام المعدات الأقل تطوراً بعض فقدان جودة الاتصال ، لكنه فتح الطريق لبناء أنظمة معلومات كمية كبيرة مع مجموعة متنوعة من القدرات.
وقال جيمس ميلن ، وهو عالم كمي تجريبي في كينغز كوليدج لندن: “تقوم فرق البحث والحكومات في جميع أنحاء العالم ببناء شبكات الكم على نطاق واسع ، ليس فقط للاتصالات الآمنة ولكن أيضًا للأنشطة اليومية المهمة مثل الملاحة”.
وأضاف: “على الرغم من أنه من الممكن إنشاء شبكة كمومية باستخدام الأقمار الصناعية ، إلا أنه من الفعالية أكثر فعالية من حيث التكلفة استخدام البنية التحتية للألياف الضوئية الحالية”.
يخلق استخدام الأنظمة الحالية ثغرة أمنية محتملة للتكنولوجيا القائمة على QKD من خلال هجمات على البنية التحتية نفسها. لكن طبيعة QKD تعني أن أي محاولات للتنصت يجب أن تكون واضحة للأطراف لتبادل المعلومات.
