Устройство квантового запутывания из Стэнфорда сделало квантовую криптографию на шаг ближе

Исследователи из Стэнфордского университета (США) сделали еще один большой шаг на пути к использованию квантового запутывания в области коммуникаций, рационализировав процесс, посредством которого две частицы можно заставить перейти в запутанное состояние. Последнее предполагает, что каждая из них должна реагировать на изменения в квантовом спине второй частицы – если одна переключается со спина «вверх» на спин «вниз», вторая, предположительно, должна проделать то же самое, причем мгновенно, вне зависимости от разделяющего их расстояния.

Результатом нового исследования стала методика, при которой каждая частица испускает фотон, запутанный с ней. Направляя эти фотоны по оптоволоконному кабелю так, чтобы они столкнулись примерно в середине, система может заставить исходные частицы (все еще находящиеся в источниках) перейти в состояние квантовой запутанности. Хотя мечта об Интернете без латентности весьма заманчива, намного более реальным вариантом применения новой разработки может стать создание нового поколения шифрования данных.

С областью криптографии связан классический мысленный эксперимент. Как защитить сообщение так, чтобы прочитать его смог только тот, кому оно предназначено, не посылая при этом ключ и не рискуя, что его перехватят? Традиционное решение состоит в двойной пересылке: сообщение помещается в ящик, запирается на замок и отсылается; адресат запирает ящик еще на один замок и возвращает ее отправителю; тот открывает свой замок, и, когда адресат вновь получает ящик, ему остается открыть второй, собственный замок. Проблема этого подхода состоит в том, что, хотя сломать замки легко, есть только один известный способ отмены сложных математических операций без повреждения информации, которую они защищают. Как результат, электронная криптография оставалась статичной в течение многих лет. PGP и подобные стандарты шифрования по-прежнему (теоретически) нерушимы, однако национальные и даже частные агентства безопасности все больше беспокоятся о том, что однажды ситуация может измениться, а, возможно, и уже изменилась.

Квантовое запутывание обеспечивает гипотетическую основу для передачи информации без какой бы то ни было возможности ее перехвата. В ходе нового исследования был применен массив квантовых точек – полупроводник размером с марку, поверхность которого усеяна миллионами неподвижных электронов. Однако пока до реализации этой идеи на практике еще далеко.