სიახლეები
კვანტური კრიფტოგრაფია ახალი მიმართულებაა, რომელიც ინფორმაციის დასაშიფრად კვანტურ ფიზიკაში არსებულ მოვლენებს იყენებს. კვანტური კომუნიკაციისას ინფორმაციის გაცვლის და აღდგენისათვის როგორც წესი იყენებენ ფოტონებს. ფოტონების ტალღოვანი ბუნების გამო მათ უფრო მეტი ინფორმაციის შენახვა შეუძლიათ ვიდრე ჩვეულებრივ ბიტებს, რის გამოც დაშიფრული შეტყობინების გასაღები უფრო მოკლე შეიძლება იყოს ვიდრე თვითონ შეტყობინება, მაგრამ მაინც ინარჩუნებდეს დაცულობის მაღალ ხარისხს. ‘კვანტურად ჩაკეტილი’ შეტყობინებების ერთ-ერთი საინტერესო თვისება ისაა, რომ ისინი ფორმას წაკითხვისთანავე იცვლიან. სწორედ ამ თვისების გამო, ე. წ. ‘შუამავლის შეტევები’ (Man-in-the-middle attacks) მათ შემთხვევაში არ მუშაობს.
აქამდე კვანტური შეტყობინების გასაღების გაცვლა განხორციელებული იყო 404 კილომეტრზე ლაბორატორიულ პირობებში ოპტიკურ-ბოჭკოვანი არხების გამოყენებით, ან 1,200 კილომეტრზე სატელიტების და დედამიწაზე მდებარე სადგურების მეშვეობით. თუმცა ამ ტექნოლოგიის აპლიკაცია რეალური მომხმარებლებისთვის დაახლოებით 100 კმ მანძილით იყო შეზღუდული, რაც გამოწვეულია ფოტონების კარგვით. სპეციალური ‘გამეორებადი რელეების’ (repeaters) საშუალებით შესაძლებელია გადაწყდეს ფოტონების კარგვის პრობლემა, მაგრამ მაშინ დგება უსაფრთხოების საკითხი რელეების კვანძებზე.
ჩინელმა მეცნიერებმა ამ პრობლემის გადასაჭრელად შემოგვთავაზეს დედამიწაზე არსებულ ორ წერტილს შორის კომუნიკაციის დამყარებისას რელეები ჩანაცვლდეს სატელიტებით და გამოყენებული იქნას კვანტურად გადაჯაჭვული ფოტონები, რომელთა თვისებები კორელირებულია მანძილის მიუხედავად.
2016 წელს ჩინეთმა უკვე გაუშვა კოსმოსში პირველი სპეციალიზებული სატელიტი 墨子 (მო-ცზი, ძველი ჩინელი ფილოსოფოსის საპატივცემულოდ), რომლის ძირითადი მიზანია კვანტურად დაცული კომუნიკაციის არხის შექმნა პეკინსა და ვენას შორის.
ჟურნალ Nature-ის ივნისის ნომერში გამოქვეყნებული ჩინელი მეცნიერების სტატია შემდგომი ნაბიჯია ამ პროექტის განხორციელების გზაზე. ერთმანეთისგან 1,120 კილომეტრით დაშორებულ ჩინეთის ქალაქებში, Delingha და Nanshan, აგებული იქნა ორი სპეციალური ტელესკოპი კვანტური სიგნალების მისაღებად. ამ ტელესკოპების თავზე 墨子 სატელიტის გადაფრენისას განხორციელდა ორ ქალაქს შორის კვანტური კომუნიკაცია გადაჯაჭვული ფოტონების გამოყენებით. სატელიტებით გადაჯაჭვული ნაწილაკებით კავშირი ადრეც მომხდარა, მაგრამ ახალ ექსპერიმენტში მოხერხდა გადაცემის ეფექტურობის ისეთი გაზრდა და ხარვეზების იმდენად შემცირება, რომ გადაჯაჭვულობით გადაიგზავნა ასევე კოდირების კვანტური გასაღები 0.12 ბიტი წამში სიჩქარით. როგორც ავტორები ამბობენ, მათი შედეგები წარმოადგენს მნიშვნელოვან ნაბიჯს მომავლის გლობალური კვანტური ქსელის შექმნის გზაზე.
წყარო:
Yin, J., Li, Y., Liao, S. et al. Entanglement-based secure quantum cryptography over 1,120 kilometres. Nature (2020).
