Verkostoituminen menee kvanttiseksi

Kvanttiviestinnän tarjoama tehostettu kyberturvallisuus rajoittuu nykyään kahden kumppanin tiedonvaihtoon.

Nyt tutkijat ovat ensimmäistä kertaa yhdistäneet useita käyttäjiä samanaikaisesti kvanttiturvattuun verkkoon ilman luotettavia välittimiä.

Itävallan tiedeakatemian Institute of Quantum Optics and Quantum Informationin (IQOQI) tutkijat yhdessä Austrian Institute of Technologyn (AIT) kollegoiden kanssa, raportoivat yksinkertaisesta, saumattomasta, edullisesta ja turvallisesta verkosta uusimman Nature-lehden numerossa.

Tohtori Siddarth Joshi, joka siirtyi äskettäin Bristolin yliopistoon ja jatkaa kvanttiverkkojen kehittämistä Bristolin Quantum Engineering Technology Labsissa, toteaa: "Me loimme erittäin monipuolisen kvanttiverkon, jossa jokainen käyttäjä voi puhua kaikille muille käyttäjille samanaikaisesti.

"Aiomme rakentaa entistä suurempia verkostoja yhä useampien käyttäjien kanssa, ja tavoitteena on luoda monipuolinen perusta kvantti-internetin rakentamiseksi." Wienissä toiminut tiimi saavutti pitkään tavoitellun kvanttiverkon uudenlaisella arkkitehtuurilla, joka perustui kvanttiviestinnän perusresurssin eli lomittumisen käyttöön jakelun toteuttamisessa.

Lomittuneet fotonit ovat kvanttikommunikaatiossa käytetty perustavanlaatuinen resurssi turvallisen salausavaimen jakamiseksi. Wienin tiimin keskeinen innovaatio oli tuottaa fotoneja siten, että vain tietyt aallonpituudet lomittuvat toistensa kanssa.

Tietoliikennetekniikoiden aallonpituusperusteisilla signaalien jaolla eri käyttäjien kesken saavutettiin menettely, jossa tarvitaan vain perusmoduuleja yhteyden muodostamiseksi lomittumiseen yhteen ainoaan lähteeseen.

Uusi järjestelmä mahdollistaa kaikkien käyttäjien samanaikaisesti kommunikoida kaikkien muiden käyttäjien kanssa ilman luotettavia ja aktiivisia solmuja viestin välittämiseksi. Kun reititys voidaan tehdä ilman näitä monimutkaisia vaiheita, verkosta muodostuu monipuolinen, edullinen ja luotettava.

Tohtori Joshi kommentoi: "Käyttäjien lukumäärää rajoittavat käytettävissä olevat aallonpituuskanavat ja haluttu yhdistelmien verkkotopologia. Olemmekin kehittämässä uutta järjestelmää, jonka ansiosta yhä useammat käyttäjät voivat liittyä verkkoon.

"Tavoitteenamme on luoda verkko, joka tukee erityyppisiä käyttäjiä eri kokoonpanoissa, jotka voivat dynaamisesti muuttua nykyisen verkkoliikenteen mukaan. Verkko edellyttää myös optimaalista reititystä, polkujen redundanssia ja nimettömyyttä."

Aiheesta aiemmin:

Kvanttitilan siirto ja kvantti-internetti

Kohti kvanttiverkkoja