Sjina onlangs bekendgestel 'n satelliet in 'n baan met 'n unieke eienskap: dit het die vermoë om inligting veilig te stuur, nie met wiskundige enkripsie nie, maar deur die fundamentele wette van fisika te gebruik. China sal die eerste land wees om hierdie prestasie te behaal, en dit dui op 'n mylpaal in die ontwikkeling van kwantumtechnologieë.
Die volgende rewolusie in tegnologie beloof om fundamentele wette van fisika te omhels om toestelle in staat te stel om bedrywighede te verrig wat buite die grense van die huidige elektronika is. Die potensiaal van kwantumrekenaars om van die meeste aan te pak komplekse wiskundige probleme is baie opwindend. Maar inligting sekuriteit verskaf deur kwantum kommunikasie kan net so belangrik wees.
Ons samelewing staat sterk op digitale kommunikasie. In die laaste drie jaar het ons gestuur meer inligting deur die internet as wat voorheen in die hele mensgeskiedenis gekommunikeer is. 'N Groot deel van hierdie data is sensitief en ons wil dit dikwels van gierige oë hou. Maar hoe kan ons kommunikasie oor die internet vertrou wanneer dit staatmaak op data wat kettings van potensiaal onbekende rekenaars aflê? Om 'n plek op een van hierdie kettings te neem en te snoop op die data soos dit verbygaan, lyk te maklik.
Die huidige oplossing vir hierdie kommunikasie-uitdaging is om komplekse wiskunde te gebruik in 'n reeks algoritmes bekend as publieke sleutel kriptografie. Maar die toenemende krag van rekenaars en vindingrykheid van hackers maak meer en meer krake in hierdie wiskundige wapenrusting oop. 'N Ideale oplossing vir hierdie probleem sal bewysbare inligting sekuriteit bied, wat die veiligheid van ons persoonlike inligting waarborg. Dit is hier waar kwantumfisika inkom.
Laser tegnologie
Die tegnologie Aan boord China se nuwe satelliet is eenvoudig in ontwerp en amper magies in werking. 'N Spesiale kristal verdeel 'n laser in twee balke wat dan na onafhanklike ontvangstasies op Aarde gerig word. Hierdie balke deel 'n eienskap van kwantummeganika, bekend as verstrengeling, wat hulle saam koppel, selfs wanneer hulle ver uitmekaar is. Aksies wat op een balk uitgevoer word, sal ook die ander balk beïnvloed.
Die truuk om kommunikasie te beveilig, lê in hierdie vreemde verhouding tussen die twee balke. Die skakel word gebruik om willekeurige data van een ontvangstasie na die ander te stuur. Hierdie data kan versamel en gebruik word, hoofsaaklik as 'n komplekse wagwoord, om data wat oor 'n openbare kanaal soos die internet gestuur word te enkripteer. Hierdie metode van kommunikasie is uitgevind deur 'n bekende kwantumfisikus, Artur Ekert. Kritiek, dit is bewys om veilig te wees teen afluistering en inbraak. Kwantumfisika kan nie bedrieg, getrieg of terugwerkend ontwerp word nie, anders as die komplekse wiskunde van konvensionele kriptografie.
China se nuwe satelliet is 'n belangrike stap in die rigting van werklik veilige kommunikasie, aangesien dit moontlik maak om kwantumdata oor uiterste afstande tussen enige twee plekke te stuur. Op die oomblik, met net een satelliet, is die tegnologie se vermoëns beperk, maar dit is maklik om te sien hoe dit sal toeneem, aangesien meer satelliete van stapel gestuur word en prestasie verbeter.
Die volgende belangrike stuk aan hierdie legkaart lê aan die teenoorgestelde kant van die lengte skaal. Die meeste kommunikasie vloei langs kettings, en die sterkte van 'n ketting is net so goed soos die swakste skakel. Vir praktiese kwantum kommunikasie benodig ons toestelle wat in ons rekenaars en slimfone geïntegreer is, wat data op 'n soortgelyke manier uitruil na die kwantum satelliet. Hierdie toestelle is gelukkig net om die draai. Oor 'n paar jaar kan ons terugkyk na digitale afluistering en massiewe inligting oortredings uit databasisse as 'n probleem wat in die verlede begrawe is.
Oor Die Skrywer
Robert Young, Reader of Quantum Information, Lancaster Universiteit
Hierdie artikel is oorspronklik gepubliseer op Die gesprek. Lees die oorspronklike artikel.
Verwante Boeke:
at InnerSelf Market en Amazon
