Los Alamosban is épül(get) a kvantuminternet

A Los Alamos Nemzeti Laboratórium munkatársai bejelentették, hogy az általuk létrehozott „kvantuminternet” immár több mint két éve funkcionál. A szakértők által kreált hálózat rendkívül egyszerű, és nem is nevezhető tisztán kvantumrendszernek, hiszen gyakorlatilag a hagyományos digitális kommunikáció hiányosságait „foltozták meg” kvantummódszerek alkalmazása révén.

Los Alamosban is épül(get) a kvantuminternet

Óriási ígérete ellenére a kvantumtechnológiának akad egy igen jelentős, megvalósítást nagyban nehezítő tényezője: működéséhez még több kvantumtechnológia szükséges. Ha ténylegesen használható kvantuminternetet akarunk létrehozni, ehhez fel kell építeni egy hasonló elvű kriptográfiai rendszert, meg kell teremteni az infrastruktúrát, amelyet rendszerünk majd használni tud, és az se árt, ha kvantumszámítógépek is rendelkezésünkre állnak a műveletek valósidejű végrehajtására. Mivel a kvantumtechnológia egyelőre gyerekcipőben jár, mindezen feltételek megteremtése komoly, sokszor leküzdhetetlennek tűnő kihívást jelent a tudomány képviselői számára. Nincs még egy olyan technológia, amelynek kutatásával ilyen mélységig foglalkoztak volna, mielőtt még bármi hasznát is látta volna a világ. Világszerte több tucatnyi labor költ dollármilliókat arra, hogy működőképessé tegyen egy információforgalom lebonyolítására alkalmas kvantumrendszert. És bár a legtöbbet arról hallani, hogy milyen fantasztikus lesz, ha egy ilyen összeállítás végre megvalósul, időről időre tényleges eredmények is napvilágra kerülnek, igazolva, hogy megéri a dologgal foglalkozni.

A napokban a Los Alamos Nemzeti Laboratórium munkatársai bejelentették, hogy az általuk létrehozott „kvantuminternet” immár több mint két éve funkcionál. Az idézőjelek használata nem véletlen: a szakértők által kreált hálózat rendkívül egyszerű, és nem is nevezhető tisztán kvantumrendszernek, hiszen gyakorlatilag a hagyományos digitális kommunikáció hiányosságait „foltozták meg” kvantummódszerek alkalmazása révén. Ez utóbbi egyébként a ténylegesen eredményeket felmutató kvantumfejlesztések fő irányvonalának bizonyul: míg az eredeti álmok még vezeték nélküli, azonnali és lehallgathatatlan adatáramlásról szóltak, az újabb tervek inkább már arra összpontosítanak, hogy a meglévő rendszereken hogyan lehetne javítani kvantumalapú megoldások révén.

A Los Alamosban létrehozott hálózat úgynevezett hub-and-spoke rendszerű, vagyis a háló egyes pontjai sugaras elrendezésben, egyetlen csomóponton (központi számítógépen) keresztül kapcsolódnak egymáshoz. Ilyen módon minden elküldött adatcsomag keresztülmegy a központon, amely újrakódolja az üzenetet, megszabadítva azt minden, a feladóra visszavezethető információtól. Ilyen módon az elküldést követően maga feladó sem képes a címzettig végig követni az üzenetet, illetve a címzett sem tudja visszakövetni azt a feladóig, a harmadik, külső személyről nem is beszélve.

A rendszer kvantumrésze az adatcsomag központba történő kézbesítése előtt lép működésbe, amikor is egy véletlen átkulcsolásnak (one time pad) nevezett módszerrel kódolódik az üzenet. A metódust a 20. század elején dolgozták ki, és a második világháború alatt előszeretettel alkalmazták. Lényegileg arról van szó, hogy minden üzenethez egy új, véletlenszerű jelsorozat, egy egyszeri takaró rendelődik, és ez alapján történik a kódolás. Ha a kulcsok biztonságos elosztását (és azok tényleges véletlenszerűségét) sikerül megvalósítani, az eljárással gyakorlatilag feltörhetetlen rendszer hozható létre, amelyet a legmodernebb számítógépes módszerekkel sem lehet megfejteni.

A kvantumtechnológia pedig pontosan a kulcsok elosztására jelenthet megoldást, hiszen azonnali, lehallgathatatlan üzenetküldést tesz lehetővé az adó és a vevő közt. A minden egyes üzenet esetében másképp felépülő kulcs tehát kvantumalapú információátadás révén kerül át a központba, majd a vevőhöz, míg a kulcs alapján kódolt üzenet hagyományos csatornákon áramlik. Az üzenet a hozzá tartozó kulcs nélkül megfejthetetlen, a kulcs esetleges lehallgatása pedig a kvantumrendszerek jellegéből adódóan olyan alapvetően megváltoztatja azt, hogy a hub ez alapján észlelni tudja a betolakodót, és üzenhet a feladónak, hogy ne küldje át az üzenetet. Amikor pedig az üzenet újból kézbesítésre kerül, már egy új kulcs rendelődik hozzá, így teljesen másképp kódolódik.

Bár az eredmény kétségkívül impresszív, bőven akadnak vele gondok. A rendszer jelen formájában rendkívül nehézkes, egyetlen üzenet kézbesítése rendkívüli módon letereli a hálózatot, vannak azonban ötletek arra, hogyan lehetne rajta fejleszteni. Egy, a kulcsot az adótól egyenesen a vevőhöz továbbítani képes kvantumrouter például jelentősen javítana a rendszer hatásfokán. A másik jelentősnek tekinthető, egyelőre megoldhatatlannak tűnő probléma pedig az, hogy a hálózat feltörhetetlensége ebben az elrendezésben csakis addig igaz, amíg a központ hozzáférhetetlensége garantált: ha a hallgatózni kívánó harmadik fél esetleg megszerzi az e fölötti uralmat, hiába a kívülről megfejthetetlen kód.

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward