Iso -Britannian yritys aloittaa salaisten kvanttiavainten lähettämisen satelliittien kanssa vuonna 2023

Arqit julkaisee QKDSat -ohjelmistonsa vuonna 2023.

Arqit julkaisee QKDSat -ohjelmistonsa vuonna 2023. (Kuvaluotto: Qinetiq)



Isossa-Britanniassa toimiva startup Arqit on alkamassa toimittaa rikkomattomia kvanttisalausavaimia kaikkialla maailmassa satelliittien avulla vain kahden vuoden kuluttua.

Arqit, joka ilmoitti äskettäin yhteistyötä Yhdysvaltain puolustusjätin Northrop Grummanin kanssa ja Yhdistyneen kuningaskunnan tietoliikenne BT , tavoitteena on l aunch two kvanttiavainten jakelu satelliitteja vuonna 2023 Iso -Britannian Spaceport Cornwallista Virgin Orbit's LauncherOne -laivalla.



Quantum Key Distribution (QKD) on turvallinen viestintätekniikka, joka käyttää fotonien, valon alkeishiukkasten, kvanttiominaisuuksia salaamaan salaiset avaimet, jotka voidaan jakaa kahden osapuolen kanssa viestinnän suojaamiseksi. Tekniikka, jota ei voida hakata, koska kaikki yritykset salakuunnella viestintää muuttavat fotonien tilaa ja tuhoavat avaimet, toimivat jo kuituoptisissa kaapeleissa, mutta vain suhteellisen lyhyillä etäisyyksillä, noin 100 kilometriä, kun signaali vähitellen heikkenee.

`` Kuituoptisen ongelmana on, että yli 300 kilometrin (186 mailin) ​​etäisyydellä on mahdollista saada joitakin kvanttitietoja siirrettyä, mutta vähemmän kuin noin yksi bitti sekunnissa '', David Williams, Arqitin puheenjohtaja ja perustaja, kertoi Space.comille. '' Maailmassa, joka puhuu megabiteistä sekunnissa tai gigatavuista sekunnissa, se ei ole käytännöllinen tuote. Jotta QKD voidaan tehdä maailmanlaajuisesti, ainoa ratkaisu on käyttää satelliitteja. ''



Aiheeseen liittyviä: Kvanttiviestintä ottaa harppauksen satelliittipohjaisella kokeilulla

Kuitenkin avaruuden tyhjiössä informaatiota kuljettavat fotonit voivat helposti matkustaa satojen kilometrien etäisyyksille. 700 km: n korkeudessa kiertävä satelliitti, kuten Arqit QKD -satelliitit, voi tarjota 'hyvälaatuisen lähetyksen maan päälle', Williams sanoi.



Aiemmin kiinalaiset tutkijat lähettivät onnistuneesti kvanttisuojattuja avaimia kolmen Aasian ja Euroopan paikan välillä kokeellisen avaruusaluksen Micius avulla.

Mutta Williams (joka on myös viestintäsatelliittioperaattorin Avanti perustaja ja entinen toimitusjohtaja) kertoi Space.comille, että Arqit on 'kaukana maailmasta kaupallisen [kvanttiavainjakelu] -palvelun käynnistämisessä'.

Kaksi satelliittia, jotka käynnistyssuunnitelmat käynnistetään vuonna 2023, ovat vain osa Arqitin ratkaisua, Williams selitti. Arqit tarjoaa jo nyt alueellista kaupallista kvanttiavainjakelupalvelua kuituoptisten kaapeleiden avulla käyttämällä erityistä ohjelmistoa, joka Williamsin mukaan ratkaisee vanhan kvanttiavainten jakelun ongelman.

'Tunnetuissa satelliitti -QKD -protokollissa on suuri ongelma, että voit joko lähettää avaimia maailmanlaajuisesti tai epäluotettavasti, mutta et voi tehdä molempia', Williams sanoi.

Luotettava jakaminen tarkoittaa, että lähettäjän ja vastaanottajan väliseen infrastruktuuriin ei voi luottaa. Tämä tarkoittaa sitä, että kvanttisuojattua avainta ei voi koskaan muuntaa digitaalisen salauksen tavallisiksi avaimiksi ja nolliksi, koska niitä voidaan hakkeroida. Näin tapahtuu kuitenkin suuremmissa kuituoptisissa QKD -verkoissa, joiden on elvytettävä kvanttisignaali noin 100 mailin välein, koska se heikkenee vähitellen kuidun sisällä. Se tapahtuu myös satelliiteissa, kun ne tallentavat avaimen alukselle saatuaan sen kvanttimuodossa.

'Ongelmana on, että jos haluat lähettää avaimen Lontoon ja New Yorkin välillä, olemassa olevan BB84 [kvanttiavainten jakelun] protokollan avulla molemmat osapuolet hyötyvät avaruuden kvanttiturvallisuudesta', Williams sanoi. 'Mutta satelliitti, kun se lentää Atlantin yli, tallentaa avaimen tavalliseen muistilaitteeseen aluksella, ja se voidaan hakata.'

Satelliitti voi lähettää kvanttisuojatun avaimen vastaanottajalle välittömästi tallentamatta sitä alukseen. Mutta se toimisi vain tietyillä etäisyyksillä, koska satelliitin pitäisi 'nähdä' lähettäjä ja vastaanottaja samanaikaisesti. Arqitin kaltaisen matalan maan kiertoradan kanssa tämä etäisyys olisi vain noin 430 mailia (700 kilometriä), Williams lisäsi.

Arqit, jonka hallussa on joitakin raskaita salauksia, mukaan lukien Taher Elgamal, jota kutsutaan 'isäksi SSL ', laajalti käytetty protokolla, joka salaa Internet -liikenteen, keksi täysin uuden kvanttiavainjakeluprotokollan, joka Williamsin mukaan voittaa epäluotettavan ja maailmanlaajuisen jakelun ongelmat.

'ARC19 [kvanttiavainten jakelu] -protokollamme avulla satelliitit voivat jakaa avaimia maailmanlaajuisesti, eikä satelliitti koskaan muista avainta', Williams sanoi. Hän ei kuitenkaan voinut paljastaa, kuinka patentoitu protokolla toimii.

Arqitin satelliitit, joiden paino on 660 paunaa. (300 kiloa), ovat Williamsin mukaan suunniteltu 'vakiokomponenttien' perusteella, eivätkä ne vaadi 'uusien merkittävien järjestelmien' suunnittelua.

'Suurin osa älykkyydestä tehdään ohjelmistoprotokollassa, ja tämä tarkoittaa, että satelliitti voi olla suhteellisen suoraviivainen', Williams lisäsi.

Satelliitit kiertävät maapallon sisään auringon synkroninen kiertorata , kiertoradalla maapallon napojen yläpuolella, joka vie satelliitit jokaisen maapallon paikan päälle samaan aikaan paikallisesti joka päivä. Williams selitti, että jokainen satelliitti palaa joka paikkaan maailmassa noin kolme kertaa päivässä lähettämällä kvanttisuojattuja tietoja Arqitin palvelinkeskusten maapäätteisiin, jotka jakavat ne käyttäjille suojatun ohjelmistoprotokollan avulla.

QKD on maailman turvallisuustutkijoiden asialistalla. Nykyisten tietokoneiden lisääntyvä tietojen murskausvoima tekee perinteisistä digitaalisesti salattuista avaimista entistä haavoittuvampia. Kynnyksellä erittäin tehokkaita kvanttitietokoneita pystyy suorittamaan suuria määriä rinnakkaiset laskelmat näyttää suurelta, mikä aiheuttaa huolta siitä, että perinteinen digitaalinen salaus ei riitä tulevaisuudessa.

Tämän vuoden toukokuussa Kanadan ja Yhdistyneen kuningaskunnan tutkijaryhmä ilmoitti kehittävänsä kokeellista QKD -hyötykuormaa, joka testataan Kvanttisalaus ja tiedesatelliitti (QEYSSat) vuoden 2022 jälkeen.

Seuraa Tereza Pultarovaa Twitterissä @TerezaPultarova. Seuraa meitä Twitterissä @Spacedotcom ja päälle Facebook .