يوفر فوتون بينج بونج رمزًا آمنًا

علماء الفيزياء بنجاح اختبار طريقة جديدة للتشفير الكم

قراءة بصوت عال

لأول مرة ، اختبر الفيزيائيون بنجاح طريقة جديدة لتشفير المعلومات بشكل آمن. تم التشفير بمساعدة ما يسمى بأزواج الفوتون المحصورة ، وهي ظاهرة موجودة فقط في عالم أصغر الجزيئات ، في فيزياء الكم.

{} 1L

من خلال الطريقة الجديدة ، التي طورها في جامعة بوتسدام بواسطة كيم بوستروم ومارتن أوسترمير ، يمكن إنشاء مفتاح لتشفير المعلومات التي يتم إرسالها بين شريكين في التواصل وإرسالها بطريقة واقية من الضغط. يصف الباحثون طريقتهم كبروتوكول ping-pong: يتم إنشاء المفتاح بواسطة المستلم الذي يرسل جزءًا من ناقل المعلومات إلى مرسل الرسالة ("ping") ويعيدها المرسل إلى المستلم بعد التعديل ("pong"). ).

نظرًا لأنه لا يتم إرسال سوى جزء من شركة نقل المعلومات على الإطلاق ، لا يمكن للأطراف الثالثة استخدامه لاستخراج المعلومات ، حتى لو كان بإمكانهم اعتراضها. وبذلك تكون الطريقة في نفس معدل نقل البيانات أكثر أمانًا من أي طرق تشفير تقليدية أو سابقة.

"التشابك" كأساس

في التجربة الناجحة ، نقل Ostermeyer وطالب الدراسات العليا Nino Walenta شعار الجامعة برمز تم إنشاؤه بهذه الطريقة عبر الإنترنت. لطريقة التشفير الخاصة بهم ، استخدم الفيزيائيون خصوصية كم ميكانيكية ، ما يسمى التشابك. الخصائص الفردية للجزيئات المتشابكة ليست مستقلة ، حتى لو كانت على بعد عدة ملايين من الكيلومترات. عرض

على سبيل المثال ، يمكن إنتاج فوتونات متشابكة بمساعدة بلورة تولّد فوتونين منخفضي الطاقة من فوتون عالي الطاقة. واحدة من خصائص الفوتونات التي يستغلها الباحثون هي الاستقطاب. عندما يتشكل الفوتونان المتشابكان ، فإن استقطابهما الفردي لم يتغير بعد ، ولكن بعد قياسهما في الفوتون الفردي. هذا هو خصوصية العالم الكم. ولكن بمجرد إصلاح استقطاب الفوتون الواحد ، يُعرف استقطاب الشريك المتشابك معه على الفور ، نظرًا لأن خصائصه مترابطة. يؤثر القياس على فوتون واحد على نتيجة القياس من جهة أخرى.

مشفر بفضل "Ping-Pong"

في بروتوكول كرة الطاولة ، يولد المستقبل أولاً فوتونين متشابكين. يرسل واحدة من الجزيئات إلى مرسل المعلومات. يعدل المرسل الآن بشكل عشوائي التشابك بين الفوتونات من خلال معالجة جسيم الضوء الواحد أو تركه متساوياً.

ثم يرسل الجسيم مرة أخرى إلى المتلقي. يتم إرجاع الجزيئات المتبقية خلفها مع شريكهم. يتحدث الفيزيائيون عن التدخل. هذا يقاس.

اعتمادًا على ما إذا كان مرسل الفوتون قد تم تغييره بواسطة مرسل الرسالة ، يوفر القياس نتيجتين محتملتين. بهذه الطريقة يمكن إنشاء مفتاح ثنائي. وفقًا لهذا المبدأ ، يتم تشفير كل بكسل واحد من المعلومات ثم نقله "ضد الضغط" عبر الإنترنت ، على سبيل المثال. أخيرًا ، لفك التشفير ، يستخدم المتلقي طريقة رياضية لإزالة الشفرة من المعلومات.

سيكون تطبيق بروتوكول ping-pong مثيرًا بشكل خاص للمناطق الحساسة للأمن ، كما هو الحال في الأعمال المصرفية أو الاتصالات الاستخباراتية.

(جامعة بوتسدام ، 05.03.2007 - NPO)