원격 감지– 둘 다 포함 할만 큼 광범위한 범주 개인 의료 모니터 그리고 우주 일기 예보– 양자 업그레이드와 마찬가지로 적용됩니다 컴퓨팅 그리고 암호화 전에. 더 높은 감도와 더 큰 보안을 약속하는 새로운 유형의 양자 센서가 개념 증명 형태로 제안되고 테스트되었습니다. 남아있는 것은 그것이 얼마나 광범위하게 채택 될 것인지, 그리고 그러한 양자 개선이 궁극적으로 의료 및 우주 기상 기술을 위해 더 나은 의료 및 우주 날씨 기술을 만들 수 있는지 여부입니다.
“우리의 계획은 두 가지 다른 양자 기술을 혼성화하고 있습니다 야곱 던닝 햄물리학 교수 서 섹스 대학교 영국에서. “양자 통신과 양자 감지를 결합하고 있습니다. 따라서 도청퍼가 해킹하거나 스푸핑 할 수없는 방식으로 무언가를 측정하고 데이터를 되 찾을 수있는 방법입니다.”
Dunningham과 PhD 학생 Sean Moore— LIP6 컴퓨터 과학 연구소 파리에서 – 그들이 부르는 것을 대가로 만났습니다 보안 양자 원격 감지 (SQRS) 체계 1 월 14 일 저널에서 물리적 검토 a.
연구원의 가장 간단한 SQRS 모델은 개별 광자를 시스템의 워크 호스 큐빗으로 사용하지만, 양자 컴퓨팅에 사용 된 큐 비트와 달리 여기에있는 큐브는 없을 필요가 없습니다. 빠뜨리는. 그들의 SQRS 모델은 또한 큐 비트의 발신자와 수신기 사이의 오픈 채널에서 일부 고전적인 통신을 가정합니다. 그리고이 성분들과 함께 연구자들은 실제 측정을 수행하는 사람이나 통신 채널을 해킹 할 수있는 잠재적 인 도청 자에게 결과를 얻지 못하는 고정식 원격 측정.
앨리스와 밥과 SQRS
Alice는 원격으로 측정을 원한다고 말합니다. SQRS를 통해이 측정을하려면 Alice가 측정을 원하는 곳에 위치한 Bob에게 개별 광자를 보내야합니다. 그런 다음 Bob은 측정을 수행하여 Alice가 프로세스의 일부로 보낸 단일 광자의 단계로 결과를 인코딩합니다. 그런 다음 Bob은 자신의 인코딩 된 측정 결과를 고전적인 통신 채널을 통해 Alice에게 다시 메시지로 표시합니다. 이 방법은 Bob이 Alice가 보낸 광자의 원래 상태를 알지 못하도록하기 때문에 Alice에게 보낸 단계 데이터에서 의미있는 정보를 추출 할 수 없습니다. 그는 측정을 수행했을지 모르지만 측정 결과에 액세스 할 수는 없습니다. 앨리스만이 가지고 있습니다.
또한, 모든 도청자인 Eve는 Bob의 Bob의 Alice로 Alice의 개별 광자와 클래식 메시지를 가로 채고 있었으며, 그 의미를 짜낼 수 없었습니다. 이는 부분적으로 Bob의 측정이 Eve가 그럴듯하게 재현 할 수없는 방식으로 프로세스에 양자 무작위성을 도입하고 Bob이 시스템을 방해하지 않으면 서 볼 수 없었기 때문입니다.
Moore에 따르면, 제안 된 SQRS 프로토콜은 Bob이 연구원들이“정직하고 호기심 많은”관찰자라고 부르는 원격 측정 상황을 다루고 있습니다. “정직하고 호기심은 양자 암호화에 사용되는 특정 관점으로, 일부 당사자는 그들이 말하는 것을하는 것을 가정합니다. [such as not actively trying to leak data]”무어가 말한다. “그러나 우리는 반드시 정보를 얻기를 원할 필요는 없습니다.”
지난 달, 연구원 팀 광시 대학교 광시에서 중국은 그들을보고했다 확인 SQRS 프로토콜은 최소한 원칙적 증명 수준에서 작동합니다. (그러나 그룹의 결과는 현재까지 출판되었습니다. arxiv 온라인 프리 프린트 서버 및 아직 동료 검토되지 않았습니다.)
Guangxi의 물리 과학 및 공학 학교의 부교수 인 Wei Kejin에 따르면,이 그룹은 단일 광자 발전기조차가 아니라 시간이 지남에 따라 개별 광자를 다루는 단순한 광원을 사용할 수있었습니다. 평균적으로 통계적으로 만.
Kejin은 비교적 접근하기 쉬운 얽히고 얽히지 않는 빛의 원천은“일반적으로 구현하기가 더 쉽기 때문에 실제 응용 프로그램에 더 적합합니다.”라고 말합니다.
Guangxi Group은 SQRS 시스템의 원격 측정의 6 %가 잘못되었다고보고했습니다. 그러나 Kejin은 설정의 6 % 오류율이 처음에 나타날 수있는 것보다 덜 중요하다고 말합니다. 더 많은 광자가 생성 된 SQRS 시스템의 호의에서 통계가 개선되기 때문입니다. Kejin은“오류 수정 및 개인 정보 보호 증폭 기술을 사용하여 안전한 키를 증류 할 수 있습니다. “따라서이 기술은 실제 응용 프로그램, 특히 높은 정밀도와 신뢰성이 가장 중요한 안전한 통신에서 실행 가능합니다.”
SQRS 및 응용 프로그램의 다음 단계
에 따르면 Jaewoo Joo수학 및 물리 학교의 선임 강사 포츠머스 대학교 연구에 제기되지 않은 영국에서는 실질적인 SQRS 응용 프로그램 중 하나에 고정밀의 양자 레이더가 포함될 수 있습니다. 레이더 측정의 향상된 양자 수준 정확도는 하나의 매력이 될 것이라고 Joo는 말했다. 또는 Joo는 환자의 집이나 원격 클리닉의 의료 모니터는 병원에 위치한 의사가 병원에 위치한 의사가 사용할 수 있으며 병원으로 다시 전송 된 데이터는 안전하고 변조 또는 해킹이 없을 것이라고 말합니다.
Joo가 설명하는 시나리오의 종류를 실현하기 위해 Alice와 하나의 Bob과 함께 가장 기본적인 SQRS 설정뿐만 아니라 SQRS 시스템의 전체 네트워크를 포함 할 가능성이 높습니다. Dunningham과 Moore는 그 간단한 것을 설명합니다. SQRS의 기초 모델 2 년 전에 출판 된 논문에서. 실제로 Guanxi 그룹이 실험적으로 테스트하기 위해 노력하고 있다는 것은 기본의 기초 SQRS 설정이었습니다.
필요할 가능성이있는 더 복잡하고 네트워크 SQRS 시스템은 1 월에 설명되어 있습니다. 물리적 검토 a 종이. 네트워크 된 SQRS 시스템에는 포함됩니다 Alice는 여러 “밥”과 함께 각 Bob이 기본 SQRS 프로토콜에서와 유사한 종류의 측정을 수행합니다. 기본 SQRS와 네트워크 SQRS의 주요 차이점은 후자의 시스템에 있으며 시스템의 일부 큐 비트는 빠뜨리는.
센서와 얽힌 큐빗 네트워크, Dunningham 및 Moore Find, Can 시스템의 정확성과 보안을 더욱 향상시킵니다.
Dunningham은 양자 효과는 또한 전체 시스템의 정확도를 증폭시킬 것이며 네트워크의 센서 수의 제곱근에 비례하는 부스트로 향상 될 것이라고 말했다. “따라서 100 개의 센서가 있다면 10 배의 개선을 얻습니다.”라고 그는 말합니다. “그리고 이런 종류의 요인은 대도에서 엄청납니다. 사람들은 몇 %에 대해 흥분합니다. 따라서 장점은 잠재적으로 매우 큽니다.”
예를 들어, 네트워크가있는 SQRS 시스템을 구상하면서 Dunningham은 궤도의 향상된 원자 시계를 설명하여 높은 보안 양자 보호 기능을 갖춘 초 고정식 시간 키핑을 제공하여 해킹 또는 스푸핑을 보장합니다.
“보안 유지뿐만 아니라 크고 정밀도 측정 이점을 얻을 수 있습니다.”라고 그는 말합니다.