آخرین اخبار
پیشرفت کوانتومی انقلابی، راه را برای ارتباطات آنلاین ایمن‌تر هموار می‌کند

پیشرفت کوانتومی انقلابی، راه را برای ارتباطات آنلاین ایمن‌تر هموار می‌کند

گروهی از دانشمندان بین‌المللی، یک نمونه‌ی اولیه‌ی منحصر‌بفرد که نحوه‌ی برقراری ارتباط آنلاین ما را دگرگون می‌کند، ایجاد کرده‌اند و به لطف این پژوهش، جهان یک قدم به داشتن یک اینترنت کاملا امن و پاسخی به تهدید رو‌به‌رشد حملات سایبری نزدیک‌تر شده است.

این اختراع که با رهبری دانشگاه بریستول انجام شد و دارای قابلیت خدمت‌رسانی به میلیون‌ها کاربر است، به عنوان بزرگ‌ترین شبکه‌ی کوانتومی نوع خودش که تا‌به‌حال وجود داشته شناخته می‌شود و می‌تواند به منظور ایمن‌سازی ارتباطات آنلاین افراد، به‌ویژه در شرایط فعلی که زمان‌ استفاده از اینترنت به دلیل همه‌گیری ویروس کووید-19 افزایش یافته است، مورد استفاده قرار گیرد.

این روش با استفاده از یک تکنیک جدید و بکار‌گیری قوانین ساده‌ی فیزیک، پیام‌ها را کاملا از استراق سمع در امان نگه‌می‌دارد و نیز بر چالش‌های اصلی که پیش از این، پیشرفت‌ها را در این فناوری کم‌استفاده شده، اما بسیار تبلیغ‌شده محدود کرده بودند، غلبه می‌کند.

محققان می‌گویند: «این پژوهش، نشان‌دهنده‌ی یک پیشرفت عظیم است و اینترنت کوانتومی را به یک طرح بسیار واقعی‌تر، تبدیل می‌کند. تا‌به‌حال، ساخت یک شبکه‌ی کوانتومی، هزینه، زمان و منابع هنگفتی را در‌بر‌داشته است و اغلب به‌خطر‌افتادن امنیتش، کل هدفش را نیز با شکست مواجه کرده است. راه‌حل ما مقیاس‌پذیر، نسبتا ارزان و مهم‌تر از همه، غیر قابل رسوخ است. از‌این‌رو، این یک برگ برنده‌ی مهیج است که راه را برای توسعه‌ی بسیار سریع‌تر و گسترده‌تر این فناوری هموار می‌سازد».

اینترنت کنونی برای محافظت از اطلاعات، متکی بر کد‌های پیچیده است، اما هکر‌ها به طور فزاینده‌ای در حال ماهر‌شدن در غلبه بر چنین سیستم‌هایی هستند که منجر به حملات سایبری شده و باعث نقض اساسی حریم خصوصی و کلاهبرداری تریلیون‌ها پوند در سال می‌شود. با وجود چنین هزینه‌هایی که پیش‌بینی می‌شود به طور چشمگیری افزیش یابند، لزوم پیدا‌کردن یک روش جایگزین، حتی بیشتر نیز می‌باشد و برای دهه‌ها، از کوانتوم به عنوان جایگزین انقلابی تکنیک‌های رمز‌گذاری استاندارد نام برده شده است.

فیزیکدانان تاکنون نوعی از رمز‌گذاری امن با نام توزیع کلید کوانتومی را ایجاد کرده‌اند که در آن ذرات نور یعنی فوتون‌ها، انتقال می‌یابند. این فرآیند به دو طرف اجازه می‌دهد تا بدون خطر استراق سمع، یک کلید امن برای کد‌گذاری و کد‌گشایی اطلاعات به اشتراک بگذارند، اما تا امروز این تکنیک، تنها بین دو کاربر موثر بوده است.
محققان می‌گویند: «تاکنون، تلاش‌ها برای گسترش شبکه، شامل زیرساخت وسیع و سیستمی که برای افزودن هرکاربر، نیازمند ایجاد فرستنده و گیرنده‌ی مجزا می‌باشد، بوده است. اشتراک پیام‌ها از این طریق که به گره‌های قابل اعتماد معروف است، به اندازه‌ی کافی خوب نیست، زیرا از سخت‌افزار‌های اضافی خیلی زیادی استفاده می‌کند که می‌توانند قابل نفوذ باشند و بنابراین دیگر کاملا امن نیستند».

تکنیک کوانتومی این گروه، یک اصل به ظاهر جادویی را اعمال می‌کند که در‌هم‌تنیدگی نام دارد و آلبرت اینشتین آن را به عنوان «کنش شبح‌وار از راه دور» توصیف کرد. این روش از قدرت دو ذره‌ی مختلف که در مکان‌های جدا از هم قرار دارند و می‌توانند یکدیگر را تقلید کنند، استفاده می‌کند. این فرآیند فرصت‌های بسیار بهتری برای کامپیوتر‌های کوانتومی، حسگرهای کوانتومی و پردازش اطلاعات کوانتومی عرضه می‌کند.

محققان می‌گویند: «این روش‌ که تسهیم‌سازی (multiplexing) نام دارد، به جای تکرار تمام سیستم ارتباطی، ذرات نور منتشر‌شده از یک تک‌سیستم را تقسیم می‌کند، به نحوی‌که بتوانند به طور کارامد به وسیله‌ی کاربر‌های متعدد دریافت شوند».

این گروه، تنها با استفاده از هشت جعبه‌ی گیرنده، شبکه‌ای برای هشت کاربر ایجاد کردند، درحالیکه در روش قبلی تعداد جعبه‌ها باید چندین برابر تعداد کاربران، و در این مورد به تعداد 56 عدد است. با افزایش تعداد کاربران، آمایش آن‌ها به طور فزاینده‌ای غیرممکن می‌گردد، مثلا برای 100 کاربر، تعداد 9900 جعبه‌ی گیرنده لازم است.

برای اثبات عملیاتی بودن این روش در طول مسافت، جعبه‌های گیرنده به فیبر‌های نوری با مکان‌های مختلف، در سر‌تا‌سر بریستول متصل شدند و قابلیت انتقال پیام با ارتباطات کوانتومی، به وسیله‌ی شبکه‌ی فیبر نوری موجود در شهر، آزموده شد. محققان می‌گویند: « حسن این تکنیک جدید، در کنار امنیت کامل، سرعت ساده‌سازی آن است که به حداقل سخت‌افزار نیاز دارد، زیرا با فناوری موجود، مجتمع می‌شود». سیستم منحصربفرد این گروه همچنین دارای خاصیت مدیریت ترافیک است؛ اجرای بهتر کنترل شبکه، مثلا اجازه می‌دهد کاربران معینی با یک اتصال سریع‌تر، اولویت‌بندی شوند.

در‌حالیکه برای ساخت سیستم‌های کوانتومی قبلی سال‌ها زمان و میلیون‌ها یا حتی میلیارد‌ها پوند هزینه صرف شده است، این شبکه در طول چند ماه و با هزینه‌ایی کمتر از ۳۰۰ هزار پوند ایجاد شد. با توسعه‌ی شبکه، برتری‌های مالی آن هم رشد می‌کند به قدری‌که اگر برای 100 کاربر در سیستم کوانتومی قبلی حدود 5 میلیارد پوند هزینه لازم است، به اعتقاد محققان، فناوری تسهیم ‌سازی می‌تواند این هزینه را به حدود 5/4 میلیون پوند، یعنی کمتر از یک درصد کاهش دهد.

در سال‌های اخیر، رمز‌نگاری کوانتومی برای حفاظت از معاملات بین مراکز بانکی در چین و تامین امنیت آرا در یک انتخابات سوئیس، با موفقیت استفاده شده است. با این وجود، استفاده‌ی گسترده‌تر آن به خاطر منابع و هزینه‌های مورد نیاز، محدود بوده است. محققان می‌گویند: «با این صرفه‌ی اقتصادی، دور‌نمای یک اینترنت کوانتومی برای استفاده‌ی جهانی، به هیچ وجه بعید نیست. ما مفهوم آن را به اثبات رسانده‌ایم و با اصلاح روش‌های تسهیم ‌سازی ما برای بهینه سازی و اشتراک منابع در شبکه، می‌توانیم شاهد استفاده‌ی نه فقط صد‌ها یا هزاران، بلکه میلیون‌ها کاربر در آینده‌ی نه چندان دور باشیم. تبعات بیماری همه‌گیر کووید-19 نه تنها اهمیت و قابلیت اینترنت و وابستگی رو‌به‌رشد ما به آن، بلکه لزوم امنیت مطلق آن را نیز نشان داده است. تسهیم ‌سازی در‌هم‌تنیدگی می‌تواند راه‌حل حیاتی برای تبدیل این امنیت به یک واقعیت بسیار ضروری باشد».
منبع: phys.org
كلمات كليدي :
ارتباطات آنلاین
 
امتیاز دهی
 
 

نظر شما
نام  
پست الكترونيک
وب سایت
متنی که در تصویر می بینید عینا تایپ نمایید
نظر
login