فناوری خارق العاده برای بهبود امنیت سایبری

گروهی بین المللی از محققان در تولید فوتونهای منفرد که جهت حمل اطلاعات کوانتومی سیستمهای امنیتی به کار می روند به موفقیتی در خورد دست یافته اند.

این تحقیق بین رشته ای باعث انقلابی در توانایی ما در انتقال امن اطلاعات خواهد شد و در کنار آن کار جستجو در پایگاه های داده با استفاده از محاسبات کوانتومی بسیار سریعتر خواهدشد.

فوتونها عموماً بصورت مزدوج و همزمان در جریانهای فوتونی تولید می شوند. شناسایی یک فوتون در جریان فوتونی نشان دهنده ی این است که میتوانیم اطلاعاتی در مورد زمان بندی تولید فوتون در جریان فوتونی دیگر داشته باشیم. با استفاده از این اطلاعات یک کنترل زمان بندی مناسب بصورت پویا به آن فوتونها اعمال شده و آنها در فواصل منظم ظاهر می شوند. این تکنیک جدید تعداد فوتونها در بازه ی زمانی مورد نظر را افزایش می دهند که این امر برای ارتباطات امن کوانتومی و محاسبات کوانتومی فوتونی بسیار سودمند است.

با محاسبات کافی و پشتکار تمام سیستمهای امنیتی امروزین قابل شکستند اما گروه تحقیقاتی دانشگاه سیدنی در تولید فوتونهای منفرد (ذرات نور) بعنوان حاملهای اطلاعات کوانتومی در سیستمهای امنیتی به موفقیت شایانی دست یافته است.

تحقیق حاضر نتیجه ی همکاری فیزیکدانان مرکز ابزارهای پهنای باند بسیار بالای سیستمهای نوری (CUDOS)، محققان مرکز عالی  ARC مستقر در دانشکده ی فیزیک و مهندسان برق دانشکده ی مهندسی اطلاعات و برق بوده و در نشریه ی ارتباطات طبیعت (Nature Communication) منتشر شده است.

فعالیت این تیم مشکلی کلیدی که  مانع بهبود تبادل رمز ورود بود را حل کرد و به این ترتیب رمز جدید تنها با عدول از قوانین فیزیک قابل شکستن خواهد بود. فوتونها بصورت مزدوج تولید می شوند و شناسایی یکی به مفهوم وجود دومی هم هست. این کار به دانشمندان امکان زمانبندی فوتونها را می دهد به صورتی که فوتونها در زمان مورد انتظار به محل مورد نظر برسند.

دکتر چونل شیونگ از دانشکده ی فیزیک که مدیر این تحقیق هم بود می گوید: “ارتباطات و محاسبات کوانتومی فن آوریهای نسل بعدی هستند که دنیا را تغییر خواهند داد.

دکتر شیونگ می افزاید: “در میان سیستمهای کوانتومی موجود سیستمهای نوری دسترسی بالنسبه آسانی بر آثرات کوانتومی دارند. در چند دهه ی اخیر بسیاری از بلوکهای ساختمانی برای پردازش اطلاعات کوانتومی نوری به سرعت  توسعه یافته اند.”

او چنین ادامه می دهد: “پیاده سازی فن آوری کوانتوم نوری اکنون با چالشی جدید روبروست و آن هم تولید فوتونهایی منفرد و شبیه به هم بمحض درخواست است.”

“این تحقیق نشان داد احتمال تولید فوتون با کمک تکنیکی کمابیش ساده دوبرابر خواهد شد و این تکنیک را می توان در آینده بهینه سازی نمود تا نهایتاً قادر شویم با احتمال 100 درصد فوتونهای منفرد تولید کنیم.”

پروفسور بن اگلتون مدیر CUDOS و یکی از محققان این مطالعه می گوید: “این تحقیق به منظور ایجاد انقلابی در تبادل امن داده و محاسبات کوانتومی پیشرفته صورت پذیرفت. از طریق محاسبات کوانتومی میتوانیم پایگاه های داده را با سرعتی به مراتب بیش از قبل جستجو کنیم.”

“امکان تولید فوتونهای منفرد (که اساس فن آوری لپ تاپها و اینترنت هستند) امکان تولید سیستمهای ارتباطی امن محلی را می دهد و به این ترتیب شبکه هایی هوشمندتر و امن تر خواهیم داشت، در نتیجه ی این کار امنیت مالی شرکتها و دولت تضمین شده و حریم الکترونیکی اشخاص تقویت شده و خریدهای آنلاین مطمئن تر انجام خواهند شد.”

“بررسی های ما بر روی تراشه های فوتونی CUDOS که در دهه ی اخیر آنرا تولید کرده ایم ما را به این باور رسانده میتوانیم با همین تراشه ها و زیرساختهای موجود فن آوری جدید را پیاده سازی کنیم.”

فیلیپ لئونگ استاد سیستمهای کامپیوتری و یکی از محققان این مطالعه که قطعات الکترونیکی سریعی که بسیار برای پیشرفت پروژه مورد نیاز بود را ساخته است می گوید بشدت جذب همجوشی الکترونیک و فوتونیک برای ساخت معماری جدیدی برای حل مساله ی کوانتوم شده است.

او در این باره می گوید: ” این تحقیق و پیشرفت حاصل از آن مشکلات اساسی تولید فوتونهای منفرد را در برابر ما قرار داده و قطعاً انقلابی در مورد تحقیق در این حوزه خواهد بود.”

منبع: Science Daily