décembre 6, 2021

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Plus proche d’une méthode simple et efficace pour la cryptographie quantique

Au travail dans un laboratoire quantique. Crédit : Yates Wolf

Les banques et les ministères investissent déjà massivement dans la cryptographie quantique qui repose sur des lasers. Cependant, les lasers émettent souvent plusieurs photons à la fois ou pas du tout. Une équipe de l’Université hébraïque a développé un système qui utilise des cristaux fluorescents. Un faisceau laser rayonnant sur ces points quantiques les fait briller et émet un flux de photons uniques.


Les ordinateurs quantiques vont révolutionner notre vie informatique. Pour certaines tâches critiques, il sera étonnamment plus rapide et consommera beaucoup moins d’électricité que les ordinateurs actuels. Cependant, voici un fichier Mauvaises nouvelles, ces ordinateurs seront capables de déchiffrer la plupart des codes de cryptage actuellement utilisés pour protéger nos données, rendant nos informations bancaires et de sécurité vulnérables aux attaques. À l’heure actuelle, la plupart des systèmes de sécurité informatique reposent sur des manipulations mathématiques qui garantissent, à l’heure actuelle, un niveau de sécurité très élevé – il faudrait des milliards d’années à des ordinateurs normaux pour déchiffrer l’un de ces codes. Cependant, dans notre futur quantique, il existe de nouvelles façons de coder basées sur lois de la physiqueAu lieu d’équations mathématiques, vous devrez développer.

Une méthode fructueuse consiste à utiliser les propriétés quantiques des photons individuels (particules de lumière) pour coder en toute sécurité un message afin que toute tentative de piratage puisse être détectée instantanément par l’expéditeur et le destinataire. Cependant, obtenir une source appropriée pour les photons individuels a été un formidable défi. Maintenant, une équipe de chercheurs dirigée par le professeur Ronen Rappaport et le Dr Hamza Abu Dayyeh du Ratch Institute of Physics de l’Université hébraïque de Jérusalem (HU), avec le professeur Monika Fleischer, Annika Mildner et d’autres à l’Université de Tübingen en Allemagne , est une avancée majeure. Leurs découvertes nous rapprochent d’une méthode simple et efficace cryptage quantiqueIl a été publié dans la dernière version de ACS nano.

Les banques et les ministères investissent déjà massivement dans la crypto quantique qui en dépend Lasers. Cependant, les lasers émettent souvent plusieurs photons à la fois ou pas du tout. Ce qui est nécessaire pour une sécurité optimale, c’est une source capable d’envoyer un flux rapide mais constant de photons uniques – dans une direction et à température ambiante.

L’équipe de l’Université d’Heliopolis a développé un système qui utilise des cristaux fluorescents pour former des taches si petites que des microscopes spéciaux sont nécessaires pour les voir. connu comme points quantiquesChaque point mesure bien moins d’un millième de la largeur d’un cheveu humain. Le faisceau laser rayonne sur la boîte quantique, la faisant briller et émettre un flux de photons uniques.

Ces points quantiques sont individuellement superposés sur des têtes d’épingle en or, à l’exclusion, bien sûr, de la nanotête d’épingle, ou nanocon, environ un cent millième de la taille d’une tête d’épingle ordinaire. Nanocone est capable d’augmenter l’émission de points quantiques de photons 20 fois. Ce flux de photons est ensuite tiré dans une direction par un « réseau de Bragg » qui agit comme une sorte d’antenne.

Le HU-Tübingen n’est pas seulement utile pour la cryptographie quantique, mais dans d’autres situations qui reposent sur des bits quantiques pour coder des informations, telles que le calcul quantique. « À l’heure actuelle, nous avons un bon prototype qui a le potentiel d’être commercialisé dans un proche avenir », a expliqué Ronen Rappaport.

L’avantage de la cryptographie quantique réside dans son déterminisme physique. « Les lois de la science ne peuvent pas être enfreintes – une Photon Il ne peut pas être divisé, peu importe à quel point on essaie. Les complexités mathématiques peuvent être très difficiles à résoudre, mais elles sont vulnérables aux attaques et aux violations contrairement aux systèmes de sécurité quantiques », a expliqué Hamza Abu Dayyeh. L’équipe travaille actuellement à l’amélioration de leur appareil afin qu’il puisse fournir un flux plus fiable et efficace. de photons qui peuvent être utilisés dans un large éventail de technologies quantiques.


Des physiciens décrivent les propriétés des photons pour protéger l’informatique quantique à l’avenir


Plus d’information:
Hamza Abu Dayyeh et al., Surmonter le compromis prix-directivité : une source de lumière quantique ultra-brillante à température ambiante, ACS nano (2021). DOI : 10.1021 / acsnano.1c08591

la citation: Plus proche d’une méthode simple et efficace pour la cryptographie quantique (2021, 16 novembre) Récupéré le 16 novembre 2021 sur https://phys.org/news/2021-11-closer-simple-efficient-method-quantum.html

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