ارتباطات امن به کمک رمزنگاری کوانتومی

آیا می‌توان ارتباطات در سراسر جهان را به طور کامل امن ساخت؟ متخصصان و فیزیکدانان کوانتوم معتقدند به کمک رمزنگاری کوانتومی و از طریق ماهواره قادر به تولید کلیدهای رمز مخفی هستند.

برخلاف ارتباطاتی که براساس بیت‌های کلاسیک و شناخته شده بنا شده، رمزنگاری کوانتومی از حالات کوانتومی یک فوتون به منظور تبادل اطلاعات استفاده می‌کند.

اصل عدم قطعیت هایزنبرگ باعث می‌شود دقت تعیین همزمان موقعیت و مقدار جنبش آنی (تکانه) یک ذره کوانتوم محدود شود، اما با وجود این می‌توان از این موضوع برای انتقال امن اطلاعات استفاده کرد.

رمزنگاری کوانتومی همچون همتای کلاسیک خود نیاز به یک کلید مشترک (متقارن) برای رمزگذاری و رمزگشایی پیام‌ها دارد.

با این حال پدید‌ه‌های مکانیک کوانتومی، امنیت توزیع کلید کوانتومی را تضمین می‌کند. از آنجا که حالات کوانتوم شکننده است، رهگیری کلید مشترک رمزنگاری به‌وسیله استراق سمع باعث تغییر خواص رفتاری ذره کوانتوم شده و در نتیجه هرگونه استراق سمع یا سرقت اطلاعات قابل کشف و شناسایی است. پیش از این برخی آژانس‌های دولتی و بانک‌ها از استراتژی رمزنگاری کوانتومی استفاده کرده‌اند.

در این روش داده‌ها هم از طریق فیبر نوری و هم از طریق اتمسفر قابل ارسال هستند. با این حال توزیع کلید نوری از طریق این کانال‌ها با توجه به افت سیگنال در طول مسیر، محدود بوده و بیشتر از 200 کیلومتر نخواهد بود.

اکنون تیمی مرکب از محققان دانشگاه LMU طی همکاری با مرکز آلمانی تحقیقات هوانوردی و فضایی DLR موفق به انتقال اطلاعات کوانتومی بین یک ایستگاه زمینی و یک هواپیمای در حال پرواز شده‌اند.

این اولین‌بار است که از رمزنگاری کوانتومی برای ارتباط با یک فرستنده متحرک استفاده می‌شود. کانال کوانتومی با سیستم ارتباطات بی‌سیم مبتنی بر لیزر مرکز DLR تلفیق شده و در این آزمایش مورد استفاده قرار گرفت.

محققان توانسته‌اند به کمک آینه‌های متحرک سریع، میزان خطای هدایت فوتون‌ها روی گیرنده تلسکوپی را به کمتر از سه میلی‌متر در فاصله 20 کیلومتری برسانند که دقت بسیار بالایی محسوب می‌شود.

منبع: spacedaily
مترجم: آتنا حسن‌آبادی