Jokin aika sitten kiinalaiset onnistuivat siirtämään muutamia kvanttilomittuneita fotonikubitteja satelliitin ja maa-aseman välillä ja aivan äskettäin myös veden alla muutaman metrin verran. Nyt Ottawan yliopiston tutkijat ovat lähettäneet kvanttiturvallisen viestin ilmateitse tavallisissa kaupunkiolosuhteissa.
Kvanttisalauksessa käytetään fotoneja koodaamaan tietoja kvanttibittien muodossa. Yksinkertaisimmassa muodossaan, joka tunnetaan 2D-salauksena, jokainen fotoni koodaa yhtä bittiä. Tieteellisesti on myös osoitettu, että yksi fotoni voi koodata enemmänkin informaatiota.
Enemmän koodaavaa salausmenetelmää kutsutaan nimellä 4D. Siinä jokainen fotoni koodaa kaksi bittiä informaatiota, joka tarjoaa neljä mahdollisuutta 01, 10, 00 tai 11. Kuitenkin esimerkiksi yhden aakkosen koodaamiseen tarvitaan kahdeksan bittiä.
Tutkijat osoittivat 4D-kvanttikryptausta ilmatilassa optisella yhteydellä, joka ulottuu kahden 0,3 kilometrin etäisyydellä olevan kohteen välillä.
Sen lisäksi, että 4D siirtää enemmän informaatiota per fotoni, se myös sietää enemmän signaalihäiriöistä kohinaa ennen kuin lähetys tulee epävarmaksi. Kohina voi syntyä erityisesti ilman turbulensseista tai laitehäiriöistä tai jopa yrityksestä salakuunnella dataa.
Vaikka langallista ja vapaan tilan kvanttikryptausta on otettu käyttöön joissakin paikallisissa verkoissa, sen toteuttaminen maailmanlaajuisesti edellyttää siirtoa maanpäällisten asemien ja satelliittipohjaisten kvanttiviestintäverkkojen välillä.
Ottawan testissä tutkijat toivat laboratorion optiset kokoonpanot kahden eri rakennuksen katolle. Useiden kokeilun ja virheiden jälkeen ne lähettivät onnistuneesti 4D-kvanttitekniikalla suojattuja viestejä ilmalinkkiään pitkin. Viestien virhetaso oli 11 prosenttia. Tämä on alle 19 prosentin kynnyksen, joka tarvitaan suojatun yhteyden ylläpitämiseen.
Yksi ilmatilan kokeiluun liittyvistä ongelmista liittyy ilman turbulensseihin, jotka vääristävät optista signaalia. Seuraavana askeleena tutkijat aikovat toteuttaa järjestelmänsä verkkoon, joka sisältää kolme linkkiä, jotka ovat noin 5,6 kilometrin etäisyydellä.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 31.8.2017
Suojattu flash-muisti tarjoaa verkkoon liitetyille laitteille ja järjestelmille laitteistopohjaisen suojauskerroksen ja täyttää NIST SP800-193 -ohjeistuksen mukaiset häiriönsietovaatimukset. Muistipiireihin erikoistuneen Winbondin kehittämä suojattu flash-piiri on myös suoraan korvaava ja täysin yhteensopiva tavanomaisten NOR-flash-piirien kanssa.