پیام‌های کوانتومی غیرقابل‌هک برای اولین بار با فیبر نوری بدون تجهیزات پیشرفته مخابره شد

درحال‌حاضر کامپیوترهای کوانتومی کاربردهای عمومی پیدا نکرده‌اند اما در آینده با دسترسی بیشتر به این فناوری قدرتمند هک‌کردن و شکستن پروتکل‌های امنیتی فعلی بسیار آسان و سریع خواهد شد. اکنون محققان موفق شدند با رمزنگاری QKD (توزیع کلید کوانتومی) پیام‌های غیرقابل‌هک را از طریق زیرساخت‌های فیبر نوری موجود به فاصله 254 کیلومتر ارسال کنند.

براساس گزارش Interesting Engineering، محققان شرکت توشیبای اروپا پیام‌های کوانتومی را با زیرساخت‌های فیبر نوری به طول 254 کیلومتر با رمزنگاری QKD منتقل کرده‌اند. اولین‌ بار است چنین دستاوردی به‌ دست آمده است. برخلاف دیگر روش‌های ارتباطات کوانتومی، این روش نیازی به سیستم سرمایشی یا لیزرهای پیشرفته ندارد و مسیر توسعه شبکه‌های کوانتومی کاربردی بدون نیاز به سخت‌افزارهای پیچیده را هموار می‌کند.

ارسال پیام‌های کوانتومی غیرقابل هک

کارشناسان امنیت سایبری اغلب هشدار می‌دهند که لحظه‌ای به نام روز کیو (Q-Day) نزدیک است؛ روزی که کامپیوترهای کوانتومی به اندازه‌ای قدرتمند می‌شوند که می‌توانند تمام روش‌های رمزنگاری را که درحال‌حاضر برای ایمنی اطلاعات خود به آنها متکی هستیم، بشکنند.

روز کیو یک خیالی نیست؛ دیریازود در دنیای واقعی فرامی‌رسد و می‌تواند اینترنت و زیرساخت‌های دیجیتال جهانی را مختل کند. البته درحال‌حاضر سازمان‌های دولتی و خصوصی مختلف اقداماتی برای مقاومت در برابر حملات کامپیوترهای کوانتومی قدرتمند انجام داده‌اند. این اقدامات شامل توسعه روش‌های رمزنگاری جدید مانند توزیع کلید کوانتومی (QKD) به‌منظور مقاومت در برابر حملات کوانتومی است.

براساس مقاله‌ای که در نیچر منتشر شده، برای دستیابی به پیام‌رسانی کوانتومی محققان شبکه‌ای را به طول 254 کیلومتر با فیبر نوری در آلمان راه‌اندازی کردند که مراکز داده فرانکفورت و کل (Kehl) را با گره رله مرکزی به هم متصل می‌کند. در بیشتر سیستم‌های ارتباطات کوانتومی، همگام‌سازی دقیق امواج نور در فواصل طولانی نیاز به لیزرهای پایدار دارد اما محققان به‌جای استفاده از لیزرهای گران‌قیمت، از روش ساده‌تری استفاده کردند: گره مرکزی پرتوهای لیزر را به فرانکفورت و کل ارسال می‌کرد. این امر به محققان امکان داد فازهای نور را بدون نیاز به تجهیزات بسیار تخصصی، همگام‌سازی کنند.

همچنین برای تشخیص سیگنال‌های کوانتومی ضعیف، سیستم‌های سنتی معمولاً به نانوسیم‌های ابررسانا بسیار حساس متکی هستند اما این نانوسیم‌ها به واحدهای خنک‌کننده پرهزینه و حجیم نیاز دارند. در عوض، محققان از فوتودیودهای بهمنی استفاده کردند. فوتودیودهای بهمنی بسیار ارزان‌ترند و در دمای اتاق کار می‌کنند.