Täglich finden weltweit Tausende von Sicherheitshacks statt. Einige allein in den USA. 4.000 Ransomware-Angriffe Daten kompromittieren und Personen für weitere Datenverletzungen anfällig machen. Physiker Jetzt denken Sie, Quantenkommunikation könnte die Lösung sein, um nicht hackbare Netzwerke zu erstellen.
Ein Team der University of Chicago untersucht die Möglichkeiten von Quantencomputer zu allgemeiner Kommunikation, Computern und nationaler Sicherheit. Sie möchten ein Quantennetzwerk zwischen dem Argonne National Laboratory des Energieministeriums und dem Fermi National Accelerator Laboratory schaffen - eine der längsten Verbindungen der Welt zum Testen der Quantenphysik.
Das Netzwerk "teleportiert" Informationen über Partikel über die 30 Meilen Entfernung. Sicherheitsprobleme kosten die US-Wirtschaft allein zwischen 57 Milliarden US-Dollar at 109 Milliarden US-Dollar im Jahr 2016. Diese Zahlen werden voraussichtlich steigen, sobald mehr Finanzinformationen online verfügbar sind.
Das Experiment beinhaltet 70 Quantenphysiker und Ingenieure aus der ganzen Welt. Die Forscher hoffen, dass es ein einmaliges Projekt wird.
„Dies ist das erste Mal, dass jemand plant, ein solches Quantennetzwerk aufzubauen: ein permanentes, funktionierendes Quantenteleportationsnetzwerk über große Entfernungen in den USA“, sagte Joe Lykken, stellvertretender Direktor und Chief Research Officer von Fermilabwollen die befähigende Quantentechnologie demonstrieren. Und wir wollen unser Fachwissen nutzen, um anderen den Weg zu ebnen, ihre eigenen Netzwerke aufzubauen. "
Lykken erklärte, dies könnte die Zukunft der Quantenkommunikation für immer prägen. "Vor Jahrzehnten wäre es nur ein Traum gewesen, so etwas zu bauen. Aber wir machen es jetzt und bald werden es andere können."
Mit der Fremdheit der Quantenphysik
Das neue Kommunikationsnetz hat die "seltsamen" Teile der Quantenmechanik - insbesondere veränderte Zustände - erschlossen. Die Forscher stellten fest, dass Quantensysteme nicht hackbar sein könnten, da die Übertragung selbst gestört würde, wenn jemand versuchen würde, eine Übertragung zu betrachten.
Dies würde nicht nur die gesendeten Informationen ruinieren, sondern auch die Empfänger und Absender über diese Informationen eines Hacks informieren. Das Team erklärte, dass es durch das Verwickeln von Partikeln funktioniert. Was mit einem passiert, passiert mit dem anderen, selbst wenn sie kilometerweit voneinander entfernt sind.
Wenn die Forscher also ein verschränktes Paar zwischen zwei Orten teilen, können die Quanteninformationen trotz fehlender physischer Verbindung vermittelt werden. Deshalb erklärten die Forscher dies als "Teleportieren" der Daten.
„Durch die Durchführung von Informationsteleportationen über reale Entfernungen in einem Abstand von mehreren Kilometern können wir praktische Probleme beim Betrieb eines Quantennetzwerks identifizieren: Was sind die technologischen Herausforderungen, wie sicher ist die Kommunikation und wo liegen die Grenzen für den Transport von Informationen auf diese Weise?Sagte Awschalom.
Nächste Schritte für das Quantenprojekt
Wenn sich dieses Projekt als erfolgreich erweist, möchten die Forscher die Idee durch weitere Unternehmenspartnerschaften erweitern. Maria Spiropulu von Fermilab baut derzeit ein Quantennetzwerk mit AT & T und dem Jet Propulsion Laboratory auf.
„Quantenteststände ähnlicher Größenordnung gibt es auf der ganzen Welt. Die meisten von ihnen stützen sich jedoch auf verschränkte Photonen - Lichtteilchen -, um Informationen zu teleportieren. Unser Prüfstand ist insofern einzigartig, als wir zum ersten Mal auf einen Festkörper hinarbeitenArchitektur, in der in Festkörpern eingeschlossene Quantenteilchen als Informationsträger verwendet werden “, sagte Tian Zhong, Assistenzprofessor für Molekulartechnik an der Universität von Chicago. Zhong ist ebenfalls Wissenschaftler an der Argonne und Co-Principal Investigator des Projekts.
Nächsten Monat werden sich Forscher der drei Institutionen treffen, um auf dem Chicago Quantum Summit - einem Programm für die Zukunft des Quantencomputers - über ihre Entdeckungen und Fortschritte zu sprechen.
"Die Vernetzung von Quantengeräten ist wichtig, um die Quantenberechnung zu skalieren und hybride Kommunikationssysteme für ein quantenverstärktes Internet zu entwickeln", sagte SpiropuluDas Chicago Quantum Exchange-Programm wird den Fortschritt in all diesen Bereichen katalysieren. "