เปิดตัวระบบกระจายควอนตัมคีย์แบบออลอินวัน

อนาคตที่คอมพิวเตอร์ควอนตัมเป็นเรื่องธรรมดาอาจดูเหมือนเป็นจินตนาการในแง่ดี แต่อาจเกี่ยวข้องกับแฮ็กเกอร์ที่ใช้คอมพิวเตอร์เหล่านั้นเพื่อขโมยข้อมูลสำคัญ เพื่อป้องกันผู้ไม่ประสงค์ดีนักวิจัยได้พัฒนาโปรโตคอลการเข้ารหัสที่เรียกว่า ซึ่งใช้กฎของกลศาสตร์ควอนตัมเพื่อเพิ่มความปลอดภัยในการสื่อสาร ทีมงานได้รวมชุดชิปเป็นโมดูลขนาดกะทัดรัดเพื่อสร้างระบบ QKD แบบสแตนด์อโลนทั้งหมด

เป็นครั้งแรก 

โดยย่อขนาดและรวมส่วนประกอบหลักเข้าด้วยกัน และแสดงให้เห็นว่าระบบที่ได้นั้นสามารถส่งข้อมูลโดยอัตโนมัติ เสถียร และปลอดภัยเป็นเวลาหลายวัน และอีกหลายสิบกิโลเมตร หนึ่งในส่วนประกอบที่ย่อส่วนในระบบของทีม Toshiba คือโมดูลแบบเสียบได้ขนาดเท่าบัตรเครดิตที่มีชิปตัวส่งสัญญาณ

ขนาด 2 มม. x 6 มม. ที่เข้ารหัสข้อมูลควอนตัมเป็นแสง ในการทำเช่นนี้ เลเซอร์จะสร้างพัลส์ที่แผ่วเบามากซึ่งมีโฟตอนหนึ่งตัวโดยเฉลี่ย จากนั้นข้อมูลจะถูก “เขียน” ลงในคุณสมบัติเชิงกลเชิงควอนตัมที่ปรับจูนอย่างแม่นยำของโฟตอนในลักษณะที่ชิปตัวรับสามารถถอดรหัสได้ ที่สำคัญ นักวิทยาศาสตร์

ได้ออกแบบกระบวนการถอดรหัสควอนตัมให้มีความไวต่อผู้ดักฟังที่อาจเกิดขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง ถ้ามีคนดักฟังการสื่อสารระหว่างชิปทั้งสอง ระบบจะจดจำว่า “โจมตี” ทุกครั้ง ระบบใหม่นี้ยังมีเครื่องกำเนิดตัวเลขสุ่มแบบควอนตัมที่ใช้โฟตอน (QRNG) สองตัว อุปกรณ์เหล่านี้ควบคุมวิธีที่ชิปเครื่องส่งเตรียมโทนิค

ควอนตัมบิตหรือคิวบิตที่เข้ารหัสข้อมูล และวิธีที่เครื่องรับถอดรหัสข้อมูลนั้น นักวิทยาศาสตร์การวิจัยของ และผู้เขียนบทความใหม่ อธิบาย ว่าด้วยการสร้างตัวเลขที่สุ่มมากจนไม่สามารถคาดเดาได้ จึงมีส่วนสนับสนุนที่มีคุณค่าอีกอย่างหนึ่งในการรักษาความปลอดภัยของระบบ QKD ใหม่อธิบายระบบของบริษัท

แพ็คเกจรวมทุกอย่างโทมัส โรเจอร์เพื่อนร่วมงานของ Paraiso กล่าวว่าการสาธิตระบบ QKD ก่อนหน้านี้มักไม่ได้ทำการสร้างตัวเลขสุ่มเชิงควอนตัมตามเวลาจริง หรือในเวลาเดียวกับที่ส่งข้อมูล ในทางตรงกันข้าม ระบบ ได้รวมเอากระบวนการหลายอย่าง รวมทั้ง QRNG เข้าไว้ด้วยกันเป็นแพ็คเกจแบบ

ที่มีขนาดเล็กลง

และคุ้มค่ากว่ารุ่นก่อนหลายรุ่น “นี่เป็นครั้งแรกที่ชิปสามตัว  ตัวส่งควอนตัม ตัวรับควอนตัม ทำงานร่วมกันเพื่อแยกคีย์ออกจากระบบ QKD” เห็นด้วยนักฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยยอร์ก สหราชอาณาจักร ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการทดลองนี้ ยังตั้งข้อสังเกตอีกว่าผู้ทดลองได้ถอดอุปกรณ์ห้องปฏิบัติการที่รองรับ

ในขณะที่มีการใช้ชิปโทนิคในแอปพลิเคชันข้อมูลควอนตัมมาก่อน กล่าวว่าก่อนหน้านี้ไม่ชัดเจนว่าสามารถรวมระบบทั้งหมดได้ “เราใช้ความพยายามอย่างเต็มที่ในการรวมชิปทั้งหมดไว้ในระบบเดียว และพัฒนาอินเทอร์เฟซอิเล็กทรอนิกส์เพื่อให้ชิปทั้งหมดสามารถสื่อสารกันได้” เขากล่าว พร้อมเสริมว่า

ทีมออกแบบชิปและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ให้เรียบง่ายที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ในขณะที่ลดการใช้พลังงานโดยรวมและความเทอะทะของการติดตั้งให้เหลือน้อยที่สุด นอกจากนี้ นักออกแบบได้วางชิปทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการควอนตัมที่สำคัญต่อความปลอดภัยไว้ภายในโมดูลแบบเสียบได้

ซึ่งใช้อยู่แล้วในระบบสื่อสารออปติคอลทั่วไปความสำคัญของการบูรณาการอนาคตของเครือข่ายการสื่อสารควอนตัมจะขึ้นอยู่กับการปฏิบัติจริงของความพยายามในการบูรณาการดังกล่าวเปาโล วิลโลเรซีผู้อำนวยการศูนย์วิจัยเทคโนโลยีควอนตัมปาดัวแห่งมหาวิทยาลัยปาดัว ประเทศอิตาลี กล่าว

เขาอธิบายว่านักวิจัยเช่นตัวเขาเองและสมาชิกในทีมโตชิบากำลังทำงานเพื่อย้ายระบบข้อมูลควอนตัมออกจากขั้นตอนการพัฒนา “คอลเลกชันที่เทอะทะของส่วนประกอบที่ไม่ต่อเนื่อง” โดยใช้เทคโนโลยีการรวมโทนิคซึ่งแสดงให้เห็นว่าทำงานได้ดีสำหรับเครือข่ายการสื่อสารออปติกมาตรฐาน . 

“โฟโตนิกส์

แบบบูรณาการนั้นเป็นไปตามขั้นตอนของอิเล็กทรอนิกส์แบบบูรณาการ” เขากล่าว เขาเปรียบเทียบเพิ่มเติม: “ทุกวันนี้ไม่มีใครคิดจะกลับไปใช้ทรานซิสเตอร์จำนวนมาก” เห็นด้วย โดยระบุว่าการผสานรวมเป็นประเด็นที่สำคัญที่สุดสำหรับการใช้งานจริงและเชิงพาณิชย์ของ QKD “การลดขนาดระบบ QKD 

ขนาดใหญ่ลงให้เหลือขนาดเท่าเหรียญและรวมเข้ากับโมดูลแบบเสียบได้ ช่วยลดขนาด การใช้พลังงาน และต้นทุน ดังนั้นจึงนำเทคโนโลยีนี้เข้าใกล้ตลาดมากขึ้น” เขากล่าว พร้อมเสริมว่าชิปโทนิคในตัวสามารถผลิตจำนวนมากได้ผ่านทาง วิธีการที่เป็นมาตรฐานในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์อยู่แล้ว

จะยังเป็นต้นแบบ แต่สมาชิกในทีมก็มีความกระตือรือร้นเกี่ยวกับความก้าวหน้าที่กลุ่มนักวิทยาศาสตร์สหวิทยาการของพวกเขาซึ่งเชี่ยวชาญในด้านต่าง ๆ ตั้งแต่เลนส์ไปจนถึง QRNG ได้สร้างขึ้น การทดลองใหม่แสดงให้เห็นว่าระบบนี้ไม่เพียงแต่ทำงานร่วมกับระบบเข้ารหัสที่มีจำหน่ายในท้องตลาดเท่านั้น 

แต่ยังสามารถทำงานได้ครั้งละหลายสัปดาห์หรือหลายเดือนโดยไม่มีข้อผิดพลาดที่สำคัญ ในอนาคต พวกเขาหวังว่าจะทำให้มีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น และในที่สุดก็รวมเข้ากับเครือข่ายการสื่อสารทั่วไปที่มีอยู่ “มีรายละเอียดปลีกย่อยบางอย่างเกี่ยวกับเครือข่ายการสื่อสารแบบคลาสสิก ดังนั้นคุณจึงไม่สามารถวาง

ระบบ  ไว้และคาดหวังให้ระบบทำงานทั่วทั้งเครือข่ายได้” Roger กล่าว “เราจำเป็นต้องเพิ่มโครงสร้างพื้นฐาน แต่นั่นคือสิ่งที่เกิดขึ้น” เห็นด้วย: “โฟโตนิกส์ควอนตัมแบบบูรณาการเป็นสาขาที่ปัจจุบันมีชีวิตชีวาและสดใสมาก” เขากล่าวว่าการทดลองครั้งใหม่นี้เป็นตัวอย่างของวิธีการที่ระบบ ที่ใช้โฟตอน

อนุภาคที่เคลื่อนไหวอย่างแข็งขันนี้เรียกอีกอย่างว่ามอเตอร์เคมี และได้รับการเสนอว่าเป็นตัวนำยาที่มีศักยภาพสำหรับการใช้งานทางการแพทย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากปฏิกิริยาที่ขับเคลื่อนพวกมันนั้นเป็นปฏิกิริยาที่สามารถป้อนโมเลกุลเช่นกลูโคส การวิจัยในปัจจุบันจึงศึกษาว่าอนุภาคที่ขับเคลื่อนตัวเองเคลื่อนที่ โต้ตอบ และก่อให้เกิดการจัดระเบียบตนเองและพฤติกรรมส่วนรวมได้อย่างไร 

credit: sellwatchshop.com kaginsamericana.com NeworleansCocktailBlog.com coachfactoryoutletswebsite.com lmc2web.com thegillssell.com jumpsuitsandteleporters.com WagnerBlog.com moshiachblog.com