Nuotolinio stebėjimas – pakankamai platus kategorija, kad būtų galima apimti ir asmeninius medicinos monitorius, ir kosminių orų prognozavimą – yra skirtas kvantiniam atnaujinimui, panašiai kaip skaičiavimas ir kriptografija prieš jį. Buvo pasiūlytas naujo tipo kvantinis jutiklis, žadantis ir didesnį jautrumą, ir didesnį saugumą, buvo pasiūlytas ir išbandytas koncepcijos įrodymo forma. Lieka tik pamatyti, kaip plačiai jis bus priimtas ir ar tokie kvantiniai patobulinimai galiausiai gali padaryti geresnes medicinos ir kosmoso orų technologijas.
„Mūsų schema yra dviejų skirtingų kvantinių technologijų hibridizavimas“, – sako Jokūbas Dunninghamas, Jungtinės Karalystės Sasekso universiteto fizikos profesorius. „Tai derina kvantinius ryšius su kvantiniu jutimu. Taigi tai yra būdas sugebėti ką nors išmatuoti ir gauti duomenis taip, kad nė vienas slaptas asmuo negali įsilaužti į ar apgauti. “
„Dunningham“ ir doktorantas Seanas Moore’as – dabar Postdokas LIP6 kompiuterių mokslo laboratorijoje Paryžiuje – pateikė tai, ką jie vadina savo saugia „Quantum Remote Sensing“ (SQRS) sistema Sausio 14 d. Žurnale Fizinė apžvalga a.
Paprasčiausias tyrėjų SQRS modelis naudoja atskirus fotonus kaip sistemos darbo arklo kvitą, nors skirtingai nei kvantiniuose skaičiavimuose naudojamuose kvantiniuose skaičiavimuose, nė vienam iš čia esančių kvapių nereikia įsipainioti. Jų SQRS modelis taip pat prisiima tam tikrą klasikinį ryšį atvirame kanale, tarp siuntėjo ir Qubits gavėjo. Tyrėjai teigia, kad naudodamiesi šiais ingredientais galima atlikti Didelio tikslumo nuotoliniai matavimai, kurių rezultatai nėra prieinami nei asmeniui, atliekant faktinį matavimą, nei į galimą pasąmonę, galintį įsilaužti į ryšių kanalus.
Alisa ir Bobas ir SQRS
Tarkime, kad Alisa nori, kad matavimas būtų atliktas nuotoliniu būdu. Norėdami atlikti šį matavimą per SQRS, jai reikės nusiųsti atskirus fotonus Bobui, kuris yra ten, kur Alisa nori, kad atliktų matavimų. Tada Bobas atlieka matavimą, koduodamas savo rezultatus ant pavienių fotonų fazės, kurią Alisa atsiuntė kaip proceso dalį. Tada Bobas praneša savo užkoduotus matavimo rezultatus Alisai per klasikinio ryšio kanalą. Kadangi metodas užtikrina, kad Bobas nežino originalių fotonų, išsiųstančių Alisos būsenų, iš fazių duomenų, kuriuos jis siunčia atgal į Alisą, jis negali išgauti jokios prasmingos informacijos. Galbūt jis atliko matavimą, tačiau neturi prieigos prie matavimo rezultato. Tik Alisa tai turi.
Be to, bet kuris karjeros dalyvis, Ieva, galėtų perimti individualius Alisos fotonus ir klasikinius Bobo grįžtamąjį pranešimą Alisai, ir ji taip pat negalėtų iš jo prasiblaškyti. Taip yra todėl, kad iš dalies Bobo matavimas taip pat įveda kvantinį atsitiktinumą į procesą taip, kad Ieva negali tikėtinai atkurti – ir Bobas negalėjo stebėti, netrikdydamas sistemos.
Pasak Moore’o, siūlomame SQRS protokole nagrinėjama tokia nuotolinio matavimo situacija, kai Bobas yra tai, ką tyrėjai vadina „sąžiningu ir smalsiu“ stebėtoju. „Sąžiningas ir smalsus yra tam tikra perspektyva, naudojama kvantinėje kriptografijoje, kur mes manome, kad kai kurios šalys daro tai, ką jiems liepia (pvz., Neaktyviai bandant nutekėti duomenis)“, – sako Moore. „Bet mes nebūtinai norime, kad jie gautų informacijos“.
Praėjusį mėnesį tyrėjų komanda Guangxi universitetas Guangxi mieste Kinija pranešė, kad jie Patvirtinta SQRS protokolas veikia bent jau principo įrodymo lygyje. (Tačiau grupės išvados iki šiol buvo paskelbtos tik „Arxiv Online PrePrint“ serveryje ir dar nebuvo peržiūrėtos.)
Pasak Wei Kejin, Guangxi fizinių mokslų ir inžinerijos mokyklos docento, grupė galėjo naudoti silpną šviesos šaltinį-net ne vieno fotono generatorių, o greičiau paprastesnį šviesos šaltinį, kuris laikui bėgant prekiauja atskiruose fotonuose vidutiniškai tik statistiškai.
Kejinas sako, kad tokius palyginti prieinamus šviesos šaltinius, be įsipainiojimo, „paprastai yra lengviau įgyvendinti, todėl jie yra tinkamesni realaus pasaulio programoms“.
„Guangxi Group“ praneša, kad 6 procentai savo SQRS sistemos nuotolinių matavimų buvo klaidingi. Tačiau Kejinas sako, kad 6 procentų sąrankos klaidų lygis yra ne toks reikšmingas, nei gali pasirodyti iš pradžių. Taip yra todėl, kad SQRS sistemos naudai pagerėja statistika dėl daugiau fotonų. „Klaidų taisymo ir privatumo amplifikavimo metodai gali būti naudojami norint distiliuoti saugų raktą“, – sako Kejinas. „Taigi technologija išlieka perspektyvi realaus pasaulio programoms, ypač saugiuose ryšiuose, kai labai svarbu aukštas tikslumas ir patikimumas“.
Kiti SQRS ir jo programų veiksmai
Pasak Jaewoo Joo, JK Portsmuto universiteto matematikos ir fizikos mokyklos vyresniojo dėstytojo, kuriam neprisijungęs prie tyrimų, viena praktinė SQRS paraiška gali apimti aukšto tikslumo, kvantinį radarą. Joo sako, kad padidėjęs radaro matavimų kvantinio lygio tikslumas būtų viena atrakcija, tačiau jis priduria, kad nė vienas priešininkas ar pašnekovas negalėtų įsilaužti į radaro stebėjimus. Arba, pasak Joo, gydytojai, esantys ligoninėje, paciento namuose ar atokioje klinikoje medicinos monitoriai gali naudoti, o duomenys, išsiųsti atgal į ligoninę, būtų saugūs ir be klastojimo ar įsilaužimo.
Suprasti, kokius scenarijus apibūdina Joo, greičiausiai apima visus SQRS sistemų, ne tik pagrindinės SQRS sąrankos, tinklus su viena Alisa ir viena BOB. Dunninghamas ir Moore’as apibūdina tą paprastą,Pagrindinis SQR modelis dokumente, paskelbtame prieš dvejus metus. Tiesą sakant, tai buvo pagrindinė pagrindinė SQRS sąranka, kad „Guanxi“ grupė stengiasi išbandyti.
Sudėtingesnė, tinkle sujungta SQRS sistema, kurios greičiausiai reikės, yra tai, kas aprašyta sausio mėn Fizinė apžvalga a popierius. Tinklo SQRS sistema apima Alisa kartu su keliais „BOBS“, kurių kiekvienas valdo savo individualų jutiklį, ant kurio kiekvienas BOB atlieka panašius matavimus, kaip ir pagrindiniame SQRS protokole. Pagrindinis skirtumas tarp pagrindinių SQR ir tinklo sujungtų SQR yra pastarojoje sistemoje, kai kurie iš sistemos Qubits turi būtiįsipainiojo.
Pristatome jutiklių ir įsipainiojusių Qubits tinklus, „Dunningham“ ir „Moore Find“, „Can“, CAN Dar labiau padidinkite sistemos tikslumą ir saugumą.
Dunninghamas sako, kad kvantiniai efektai taip pat sustiprintų bendros sistemos tikslumą, o padidinimas yra proporcingas jutiklių skaičiaus tinklo skaičiui kvadratinė šaknis. „Taigi, jei turėjote 100 jutiklių, jūs gaunate 10 koeficientų pagerėjimą“, – sako jis. „Ir šie veiksniai metrologijoje yra didžiuliai. Žmonės jaudinasi keliais procentais. Taigi pranašumai yra labai dideli. “
Pavyzdžiui, „Dunningham“ įsivaizduodamas tinkle sujungtą SQRS sistemą, „Dunningham“ apibūdina patobulintus atominius laikrodžius orbitoje, užtikrinant ypač aukšto tikslumo laiko apskaitą su aukšto saugumo kvantinės apsaugos priemonėmis, užtikrinančiais, kad nėra įsilaužimo ar apgaulės.
„Galite gauti didelį, tikslaus matavimo pranašumą, taip pat išlaikyti saugumą“,-sako jis.
Iš jūsų svetainės straipsnių
Susiję straipsniai visame internete