Китай собирается отправить в космос квантовое сообщение, неподдающееся взлому

Китай собирается отправить в космос квантовые сообщение, которые будет невозможно взломать. Об этом сообщает LiveScience.

Еще в 2018 году исследователи из Научно-технического университета Китая (USTC) разработали и тайно обменялись "квантовыми ключами" между орбитальными спутниками и наземными станциями. Соединение между китайским спутником Micius и тремя наземными объектами в Европе и Азии, стало крупнейшей безопасной квантовой сетью в мире.

Но инструмент квантовой секретности, который первоначально использовал Micius, имел несколько утечек, что сподвигло ученых на создание более продвинутой формы квантового шифрования, известного как Детектор-независимое квантовое распределение ключей (MDI-QKD).

Новое шифрование уже успешно протестировали по беспроводной сети в одном из городов Китая. Следующим шагом станет отправка квантового сообщения на спутник Micius.

"Результаты китайской группы ученых очень интересны для сети квантовых коммуникаций", – говорит исследователь квантовых коммуникаций из Университета Калгари Дэниел Облак.

По его словам, это открывает дверь в практическое применение сети с квантовым шифрованием, в котором используются спутники и оптоволоконные кабели, работающие в тандеме, что было невозможным при современных технологиях.

Стоит отметить, что еще в 1980-х годах исследователи разработали теоретический метод генерации безопасных ключей с использованием квантовой механики. Такой метод называется "Квантовым распределением ключей" (QKD) – метод передачи ключа, который использует квантовые явления для гарантии безопасной связи. Этот метод позволяет двум сторонам, соединенным по открытому каналу связи, создать общий случайный ключ, который известен только им, и использовать его для шифрования и расшифрования сообщений.

Преимущество QKD заключается в том, что квантовая физика предполагает, что сам акт наблюдения за частицей непоправимо изменяет ее. Таким образом, любые шпионы, пытавшиеся перехватить квантовый ключ, могут быть немедленно обнаружены по изменениям в частицах.

В последние годы, когда исследователи начали создавать прототипы сетей распределения квантовых ключей с использованием фотонов, в методе обнаружился важный недостаток. Так, "атака по побочному каналу" позволяла выкачивать копии квантового ключа непосредственно из приемника.

Поэтому ученые разработали MDI-QKD, назвав его "простым решением для удаления всех боковых каналов ", которые могли бы использоваться для перехвата ключей.

В MDI-QKD и отправитель, и получатель сообщения одновременно отправляют свои квантовые ключи, а также ловушки для третьей стороны.

В новом исследовании китайским ученым удалось отправить секретный ключ MDI-QKD на 19,2 км по открытому воздуху между двумя зданиями в городе Хэфэй.

Но отправка MDI-QKD в космос потребует решения большего количества проблем, в том числе более совершенные алгоритмы, которые будут работать на дальних расстояниях.

"Вторая проблема, которую мы надеемся преодолеть, связана с движением спутников", – говорит автор исследования Цян Чжан.

Движущаяся цель изменяет поведение фотонов разными способами, которые необходимо очень точно учесть, чтобы в итоге, понять смысл сигнала.

По словам других ученых, движение спутника делает MDI-QKD "очень трудным", но вполне вероятно, что команда USTC могла бы это осуществить. Если работа будет успешной, то в мире появится первая квантовая сеть, которую невозможно взломать ни одним из известных методов взлома кода.