Kina med kvantekryptering via satellitt

Albert Einstein kalte kvante-sammenfiltring «spooky action at a distance» og støttet ikke teorien. Bilde: Wikipedia commons.

Albert Einstein sa om tilfeldighetene til kvantepartikler at
«Gud kaster ikke terning» ,
og kalte sammenfiltring for
«Spooky action at a distance» – «spøkelser på avstand».

Mange steder samtidig

Det første utsagnet henviste til sannsynlighets-spredningen til kvantepartikler. Disse opptrer nemlig som en spredning av muligheter inntil de blir målt. F.eks et elektron kan dermed være «mange steder samtidig», og først når det blir målt er man sikker på hvor det er.

Einstein mente at dette ikke kunne stemme, men at alle partikler måtte være forutbestemte. Det bare virket som de oppførte seg tilfeldig.

Sammenfiltring

Den andre effekten kommer som en pussig følge av den første: Kvantepartikler kan nemlig opptre i par. En lyspartikkel kan splittes i to, slik at de to partiklene speiler hverandre med motsatte egenskaper. De sies da å være sammenfiltret.

Det som opprørte Einstein mest var at dersom man målte den ene partikkelen viste den andre partikkelen automatisk motsatt verdi, selv når partiklene var adskilt over store avstander. Informasjon kan nemlig ikke reise raskere enn lyset – og han mente derfor at det var umulig at målingen av den ene kunne påvirke den andre samtidig. Derfor spøkelser på avstand.

I dagligdags bruk, f.eks halvledere. Bilde: Wikipedia commons.

Utrykkelig motbevist og i full bruk

Einstein tok grundig feil, noe det meste av elektronikk idag vitner om. Mye helt vanlig teknologi bruker nettopp kvantefysiske egenskaper: alt fra halvledere i pc-er og mobiltelefoner til innbruddssikre kvantenettverk. Kvante-computere er nå bare få år unna, og vil være mange størrelsesklasser sterkere enn dagens sterkeste datamaskiner.

Kvantebiologi er et helt nytt fagfelt siste ti-år som bruker kvantefysiske egenskaper til å endelig forklare biologiske fenomener man tidligere ikke har klart å komme helt til bunns i – slik som fotosyntese, fuglers geolokasjon, luktesans og genmutasjon. Med partiklers uforutsigbarhet og evne til å tilsynelatende være på flere steder samtidig, faller mange av disse gåtene nå på plass som elegante puslespill, selv om mye forskning gjenstår.

Det siste innen kvanteteknologi kommer imidlertid fra Kina: kvantekryptering via satellitt.

Dagens krypteringsløsninger for fall

Svakheten innen all kryptering er krypteringsnøkkelen. Dette er koden som først krypterer informasjon – det vil si gjør en melding uleselig, og som de-sifrerer den etterpå – altså gjør meldingen leselig igjen. Når f.eks engelskmennene mot slutten av andre verdenskrig klarte å beregne tyskernes krypteringsnøkkel, fikk de full tilgang til alle informasjon tyskerne sendte.

Svakheten i tyskernes system var bl.a at de brukte samme faste krypteringsnøkkel hele krigen igjennom, og at denne i tillegg var kort nok til at verdens «første PC» – Thuring-maskinen – klarte å knekke den.

Det er ventet at innen 10-20 år er dagens meget avanserte krypteringsteknologi ubrukelig. Med økningen av beregningskraft til kvante-computere og utviklingen av kunstig intelligens vil det om få år bare ta kort tid å knekke enhver fast nøkkel nærmest uansett lengde eller vanskelighetsgrad.

Kvantekryptering bruker sammenfiltrede partikler som avslører om noen har avlest krypteringsnøkkelen. Bilde: Wikipedia commons.

Inn kommer kvantekryptering

Ved å overføre krypteringsnøkkelen via sammenfiltrede partikler avsløres nemlig om noen har spionert på overføringen underveis: Hvis noen har avlest, det vil si målt den ene partikkelen – opptrer nemlig heller ikke den andre partikkelen som en sannsynlighetsfordeling lenger.

Dette er lett å avsløre gjennom sammenligning av en liten del av nøkkelen og en enkel sannsynlighetsberegning. Dersom nøkkelen har blitt avlest underveis sendes simpelthen en ny. Og siden nøkkelen sendes elektronisk, kan nye nøkler sendes fortløpende, én for hver melding eller til og med én for hver del av informasjon.

Det unike er i tillegg at både krypteringsnøkkelen og den krypterte meldingen kan sendes over helt åpne linjer. Kvantekryptering forutsetter nemlig at all overføring er usikker og kan spioneres på. Dette spiller likevel ingen rolle – kvantekryptering er ubrytelig uansett.

Kina lengst fremme

Kvantekryptering brukes allerede i endel mindre lokale nettverk av optisk fiber med bruk av sammenfiltrede lyspartikler. Problemet er imidlertid at optiske fibre bare kan sende lys opptil en viss avstand.

Når Kina nylig klarte å sende en krypteringsnøkkel med sammenfiltret laserlys fra en satellitt til to ulike bakkestasjoner, tok de samtidig ledelsen i kappløpet for å bygge et 1oo% sikkert globalt satellittbasert kvante-internett.

Kinas enorme satsing på teknologi og utvikling begynner endelig å bære frukter.

Dette innlegget ble publisert i Romfart og merket med , , . Bokmerk permalenken.

Hva mener du? Del og kommenter:

Loading Facebook Comments ...