በ ITMO ዩኒቨርሲቲ የኳንተም ኮሙኒኬሽን - ሊጠለፍ የማይችል የውሂብ ማስተላለፊያ ስርዓቶች ፕሮጀክት

ኢንተርፕራይዝ "ኳንተም ኮሙኒኬሽን" የኢንክሪፕሽን ቁልፍ ስርጭት ስርዓቶችን ይፈጥራል። የእነሱ ዋና ባህሪ "የገመድ አልባሳት" የማይቻል ነው.

ራማ /ዊኪሚዲያ/ CC BY-SA

ለምን የኳንተም ኔትወርኮች ይሳተፋሉ

የዲክሪፕት ጊዜው "የሚያበቃበት ቀን" በከፍተኛ ሁኔታ ካለፈ ውሂቡ ደህንነቱ የተጠበቀ ነው ተብሎ ይታሰባል። ዛሬ, ይህ ሁኔታ ለማሟላት በጣም አስቸጋሪ እየሆነ መጥቷል - የሱፐር ኮምፒውተሮች እድገት ተጠያቂ ነው. ከጥቂት አመታት በፊት፣ በፔንቲየም 80 ላይ የተመሰረቱ የ4 ኮምፒውተሮች ክላስተር "ማስተር" (በጽሁፉ ውስጥ ገጽ 6) 1024-ቢት RSA ምስጠራ በ104 ሰዓታት ውስጥ።

በሱፐር ኮምፒዩተር ላይ, ይህ ጊዜ በጣም ያነሰ ይሆናል, ነገር ግን ለችግሩ መፍትሄዎች አንዱ "ፍፁም ጠንካራ የሲፈር" ሊሆን ይችላል, ጽንሰ-ሐሳቡ በሻነን የቀረበ ነው. በእንደዚህ አይነት ስርዓቶች ውስጥ ለእያንዳንዱ መልእክት ቁልፎች ይፈጠራሉ, ይህም የመጥለፍ አደጋን ይጨምራል.

እዚህ, አዲስ ዓይነት የመገናኛ መስመሮች ወደ ማዳን ይመጣሉ - ነጠላ ፎቶን በመጠቀም ውሂብን (ክሪፕቶግራፊክ ቁልፎችን) የሚያስተላልፉ የኳንተም ኔትወርኮች. ምልክቱን ለመጥለፍ ሲሞክሩ, እነዚህ ፎቶኖች ተደምስሰዋል, ይህም ወደ ሰርጡ ውስጥ የመግባት ምልክት ሆኖ ያገለግላል. እንዲህ ዓይነቱ የመረጃ ማስተላለፊያ አሠራር በአይቲሞ ዩኒቨርሲቲ አነስተኛ ፈጠራ ኢንተርፕራይዝ ኳንተም ኮሙኒኬሽን እየተፈጠረ ነው። በመሪዎቹ ላይ የኳንተም ኢንፎርማቲክስ ላብራቶሪ ኃላፊ አርቱር ግሌም እና የአለም አቀፍ የፎቶኒክስ እና ኦፕቶኢንፎርማቲክስ ተቋም ዳይሬክተር ሰርጌ ኮዝሎቭ ናቸው።

ቴክኖሎጂ እንዴት እንደሚሰራ

በጎን frequencies ላይ የኳንተም ግንኙነት ዘዴ ላይ የተመሠረተ ነው። ልዩነቱ ነጠላ ፎቶኖች ከምንጩ በቀጥታ የማይለቀቁ መሆኑ ነው። በክላሲካል ጥራዞች ደረጃ ማስተካከያ ምክንያት ወደ ጎን ድግግሞሾች ይከናወናሉ. በአገልግሎት አቅራቢው ድግግሞሽ እና ንዑስ ድግግሞሾች መካከል ያለው የጊዜ ክፍተት ከ10-20 ፒኤም አካባቢ ነው። ይህ አካሄድ የኳንተም ምልክትን ከ200 ሜትሮች በላይ በ400 ሜቢበሰ ፍጥነት ለማሰራጨት ያስችላል።

እንደሚከተለው ይሰራል፡- ልዩ ሌዘር 1550 nm የሞገድ ርዝመት ያለው የልብ ምት ያመነጫል እና ወደ ኤሌክትሮ-ኦፕቲካል ደረጃ ሞዱላተር ይልካል። ከተቀየረ በኋላ፣ ከተቀየረው የሬድዮ ምልክት መጠን ከአጓጓዡ የሚለያዩ ሁለት የጎን ድግግሞሾች ይታያሉ።

በተጨማሪም ፣ በደረጃ ፈረቃዎች እገዛ ፣ ምልክቱ ቢት-ኢንኮድ ተደርጎ ወደ ተቀባዩ ወገን ይተላለፋል። ተቀባዩ ሲደርስ የስፔክታል ማጣሪያው የጎን ባንድ ሲግናሉን ያወጣል (የፎቶን ማወቂያን በመጠቀም)፣ ውሂቡን እንደገና ያስተካክላል እና ይፈታዋል።

ደህንነቱ የተጠበቀ ግንኙነት ለመመስረት አስፈላጊው የመረጃ ልውውጥ በክፍት ቻናል ላይ ይካሄዳል. የ "ጥሬ" ቁልፍ የሚመነጨው በማሰራጫ እና በመቀበያ ሞጁሎች ውስጥ ነው. ለእሱ የስህተት መጠን ይሰላል፣ ይህም በአውታረ መረቡ ላይ ለመስማት የተደረገ ሙከራ እንደነበረ ያሳያል። ሁሉም ነገር በቅደም ተከተል ከሆነ, ስህተቶቹ ተስተካክለዋል, እና በሚስጥር እና በመቀበያ ሞጁሎች ውስጥ ሚስጥራዊ ምስጢራዊ ቁልፍ ይፈጠራል.

PxHere /ፒዲ

ምን መደረግ አለበት

የኳንተም ኔትወርኮች ንድፈ ሃሳባዊ “የማይጠለፍ” ቢሆንም፣ እስካሁን ፍፁም የሆነ የምስጠራ ጥበቃ አይደሉም። መሳሪያዎች በደህንነት ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ ያሳድራሉ. ከጥቂት አመታት በፊት፣ በዋተርሉ ዩኒቨርሲቲ ውስጥ ያሉ መሐንዲሶች ቡድን በኳንተም ኔትወርክ ውስጥ ያለውን መረጃ ሊጥለፍ የሚችል ተጋላጭነት አግኝተዋል። የፎቶ ዳሳሹን "ማሳወር" ከመቻሉ ጋር የተያያዘ ነበር. ደማቅ ብርሃን ወደ ጠቋሚው ከተመራ, ይሞላል እና ፎቶኖችን መመዝገብ ያቆማል. ከዚያ የብርሃኑን ጥንካሬ በመቀየር ዳሳሹን መቆጣጠር እና ስርዓቱን ማሞኘት ይችላሉ።

ይህንን ችግር ለመፍታት የተቀባዮቹን መርሆዎች መለወጥ አስፈላጊ ይሆናል. በፈላጊዎች ላይ ለሚሰነዘሩ ጥቃቶች ደንታ የሌላቸው ደህንነታቸው የተጠበቀ መሣሪያዎች የሚሆን እቅድ አስቀድሞ አለ - እነዚህ ጠቋሚዎች በቀላሉ በእሱ ውስጥ የሉም። ነገር ግን እንደነዚህ ያሉ መፍትሄዎች የኳንተም ስርዓቶችን የማስተዋወቅ ወጪን ይጨምራሉ እና እስካሁን ድረስ ከላቦራቶሪዎች አልፈው አልሄዱም.

"ቡድናችንም በዚህ አቅጣጫ እየሰራ ነው። ከካናዳ ስፔሻሊስቶች እና ከሌሎች የውጭ እና የሩሲያ ቡድኖች ጋር እንተባበራለን. ተጋላጭነትን በብረት ደረጃ መዝጋት ከተቻለ የኳንተም ኔትወርኮች በስፋት ይሰራጫሉ እና አዳዲስ ቴክኖሎጂዎችን ለማዳበር መሞከሪያ ይሆናሉ” ይላል አርተር ግሌም።

ተስፋዎች

ቁጥራቸው እየጨመረ የመጣ የሀገር ውስጥ ኩባንያዎች ለኳንተም መፍትሄዎች ፍላጎት እያሳዩ ነው። LLC "Quantum Communications" ብቻ ለደንበኞች በየአመቱ አምስት የመረጃ ማስተላለፊያ ስርዓቶችን ያቀርባል። አንድ የመሳሪያዎች ስብስብ እንደ ክልሉ (ከ 10 እስከ 200 ኪ.ሜ) ከ10-12 ሚሊዮን ሮቤል ያወጣል. ዋጋው የበለጠ መጠነኛ የአሠራር መለኪያዎች ካለው የውጭ አናሎግ ጋር ሊወዳደር ይችላል።

በዚህ አመት የኳንተም ኮሙኒኬሽንስ አንድ መቶ ሚሊዮን ሩብሎች ኢንቨስትመንት አግኝቷል. ይህ ገንዘብ ኩባንያው ምርቱን ወደ ዓለም አቀፍ ገበያ ለማምጣት ይረዳል. አንዳንዶቹ ወደ የሶስተኛ ወገን ፕሮጀክቶች ልማት ይሄዳሉ. በተለይም ለተከፋፈሉ የመረጃ ማእከሎች የኳንተም ቁጥጥር ስርዓቶች መፈጠር. ቡድኑ አሁን ባለው የአይቲ መሠረተ ልማት ውስጥ ሊዋሃዱ በሚችሉ ሞጁል ስርዓቶች ላይ የተመሰረተ ነው።

የኳንተም መረጃ ማስተላለፊያ ስርዓቶች ለወደፊቱ አዲስ ዓይነት መሠረተ ልማት መሰረት ይሆናሉ. ውሂብን ለመጠበቅ ከባህላዊ ምስጠራ ጋር የተጣመሩ የኳንተም ቁልፍ ስርጭት ስርዓቶችን የሚጠቀሙ የኤስዲኤን ኔትወርኮች ይታያሉ።

የማቲማቲካል ክሪፕቶግራፊ መረጃን ከተገደበ የምስጢርነት ጊዜ ለመጠበቅ ጥቅም ላይ መዋሉን ይቀጥላል፣ እና የኳንተም ዘዴዎች የበለጠ ጠንካራ የመረጃ ጥበቃ በሚያስፈልግባቸው አካባቢዎች ቦታቸውን ያገኛሉ።

በሀቤሬ ብሎጋችን፡-

• ብልጥ ስቴቶስኮፕ ከ ITMO ዩኒቨርሲቲ አፋጣኝ የመነሻ ፕሮጀክት ነው።
• ITMO ዩኒቨርሲቲ እንዴት እንደሚሰራ፡ የሳይበር-ፊዚካል ሲስተሞች የኛ ላብራቶሪ ጉብኝት
• ከ ITMO ዩኒቨርሲቲ አፋጣኝ በጅማሬ የተሰራ ጤናማ አመጋገብ ኮክቴል

ምንጭ: hab.com