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Neue Forschung nutzt die Quantenphysik für sicheres, nicht gehacktes "Teleportieren" von Daten.

Neue Forschung nutzt die Quantenphysik für sicheres, nicht gehacktes


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Täglich finden weltweit Tausende von Sicherheitshacks statt. Einige allein in den Vereinigten Staaten 4,000 Ransomware-Angriffe gefährden Daten und machen Menschen anfällig für weitere Datenverletzungen. Physiker glauben jedoch jetzt, dass Quantenkommunikation die Lösung sein könnte, um nicht hackbare Netzwerke aufzubauen.

Ein Team der University of Chicago untersucht die Möglichkeiten des Quantencomputers für allgemeine Kommunikation, Computer und nationale Sicherheit. Sie wollen ein Quantennetzwerk zwischen dem Argonne National Laboratory des Energieministeriums und dem Fermi National Accelerator Laboratory schaffen - eine der längsten Verbindungen der Welt, um die Quantenphysik zu testen.

Das Netzwerk würde Informationen über Partikel über das Internet "teleportieren" 30 Meile Entfernung. Sicherheitsprobleme kosten die US-Wirtschaft allein dazwischen 57 Milliarden Dollar beim 109 Milliarden US-Dollar Diese Zahlen werden voraussichtlich steigen, sobald mehr Finanzinformationen online verfügbar sind.

Das Experiment beinhaltet 70 Quantenphysiker und Ingenieure aus aller Welt. Die Forscher hoffen, dass es ein einmaliges Projekt wird.

"Dies ist das erste Mal, dass jemand plant, ein solches Quantennetzwerk aufzubauen: ein permanentes, funktionierendes Quantenteleportationsnetzwerk über große Entfernungen in den USA", sagte Joe Lykken, stellvertretender Direktor und Chief Research Officer von Fermilab. „Wir wollen die unterstützende Quantentechnologie demonstrieren. Und wir möchten unser Fachwissen nutzen, um anderen den Weg zu ebnen, ihre eigenen Netzwerke aufzubauen. "

Lykken erklärte, dies könne die Zukunft der Quantenkommunikation für immer prägen. "Vor Jahrzehnten wäre es nur ein Traum gewesen, so etwas zu bauen. Aber wir machen es jetzt und bald werden es andere können."

Mit der Fremdheit der Quantenphysik

Das neue Kommunikationsnetz nutzte die "seltsamen" Teile der Quantenmechanik - insbesondere veränderte Zustände. Die Forscher stellten fest, dass Quantensysteme nicht hackbar sein könnten, da die Übertragung selbst gestört würde, wenn jemand versuchen würde, eine Übertragung zu betrachten.

Dies würde nicht nur die gesendeten Informationen ruinieren, sondern auch die Empfänger und Absender über diese Informationen eines Hacks informieren. Das Team erklärte, dass es durch das Verwickeln von Partikeln funktioniert. Was mit dem einen passiert, passiert mit dem anderen, auch wenn sie meilenweit voneinander entfernt sind.

Wenn sich die Forscher also ein verschränktes Paar zwischen zwei Orten teilen, kann die Quanteninformation trotz fehlender physikalischer Verbindung vermittelt werden. Deshalb erklärten die Forscher es als "Teleportieren" der Daten.

„Durch die Durchführung von Informationsteleportationen über reale Entfernungen in einem Abstand von mehreren Kilometern können wir praktische Probleme beim Betrieb eines Quantennetzwerks identifizieren: Was sind die technologischen Herausforderungen, wie sicher ist die Kommunikation und wo liegen die Grenzen für den Transport von Informationen auf diese Weise?“ Sagte Awschalom.

Nächste Schritte für das Quantenprojekt

Wenn sich dieses Projekt als erfolgreich erweist, wollen die Forscher die Idee um weitere Unternehmenspartnerschaften erweitern. Zum Beispiel baut Maria Spiropulu von Fermilab derzeit ein Quantennetzwerk mit AT & T und dem Jet Propulsion Laboratory auf.

„Quantenprüfstände ähnlicher Größenordnung gibt es auf der ganzen Welt. Aber die meisten von ihnen verlassen sich auf verschränkte Photonen - Lichtteilchen -, um Informationen zu teleportieren. Unser Prüfstand ist insofern einzigartig, als wir zum ersten Mal auf eine Festkörperarchitektur hinarbeiten, bei der in Festkörpern eingeschlossene Quantenteilchen als Informationsträger verwendet werden “, sagte Tian Zhong, Assistenzprofessor für Molekulartechnik an der Universität von Chicago. Zhong ist ebenfalls Wissenschaftler an der Argonne und Co-Principal Investigator des Projekts.

Im nächsten Monat werden sich Forscher der drei Institutionen treffen, um auf dem Chicago Quantum Summit - einem Programm für die Zukunft des Quantencomputers - über ihre Entdeckungen und Fortschritte zu sprechen.

"Die Vernetzung von Quantengeräten ist wichtig für die Skalierung der Quantenberechnung und die Entwicklung hybrider Kommunikationssysteme für ein quantenverstärktes Internet", sagte Spiropulu Das Austauschprogramm wird den Fortschritt in all diesen Bereichen katalysieren. "


Schau das Video: Doppelspalt-Experiment - Quantenphysik einfach erklärt (Juli 2022).


Bemerkungen:

  1. Kado

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