Nowe badania opisują koncepcję znaną jako kwantowa weryfikacja położenia. W przeciwieństwie do klasycznych systemów, takich jak GPS, które można zakłócić lub sfałszować, ta metoda opiera się na fundamentalnych prawach fizyki, których nie da się obejść bez pozostawienia śladu.
Czytaj też: Brakujące ogniwo komputerów kwantowych. Fizycy na tropie długo poszukiwanego stopu
Kluczem do działania tej technologii jest jedno z najbardziej niezwykłych zjawisk w fizyce, czyli splątanie kwantowe. Polega ono na tym, że dwie cząstki mogą być ze sobą powiązane w taki sposób, iż zmiana stanu jednej natychmiast wpływa na drugą, nawet jeśli dzielą je ogromne odległości.
W praktyce taki układ działa w dość pomysłowy sposób. Dwie niezależne stacje kontrolne wysyłają sygnały do osoby, której lokalizację chcą potwierdzić. Jednocześnie jedna z nich przesyła do niej cząstkę splątaną z inną, którą sama zatrzymuje. Odbiorca musi wykonać określone operacje i odesłać wynik w precyzyjnie określonym czasie.
To właśnie czas tej reakcji jest kluczowy. Ponieważ nic nie może poruszać się szybciej niż światło, nawet niewielkie opóźnienie zdradza, że ktoś próbuje “udawać” swoją lokalizację z innego miejsca. Mówiąc krótko, fizyka narzuca twarde ograniczenia, których nie da się obejść żadnym sprytnym trikiem.
W świecie klasycznej technologii takie zabezpieczenie jest w zasadzie niemożliwe. Przy wystarczających zasobach obliczeniowych i odpowiedniej koordynacji można sfałszować sygnały i podszyć się pod inną lokalizację. W przypadku układów kwantowych dochodzi jednak dodatkowa warstwa bezpieczeństwa. Informacji zakodowanej w stanie kwantowym nie da się idealnie skopiować, co eliminuje wiele potencjalnych ataków.
Czytaj też: Kinetyka wirów kwantowych. Fizycy z PW wyznaczają parametry tarcia wzajemnego w nadcieczach
Potencjalne zastosowania tej technologii są ogromne. Jednym z najczęściej przywoływanych przykładów jest ochrona infrastruktury krytycznej. Dostęp do wrażliwych systemów mógłby być możliwy tylko wtedy, gdy użytkownik fizycznie znajduje się w określonym miejscu, na przykład w zabezpieczonym budynku rządowym lub centrum dowodzenia.
Równie istotne są zastosowania w cyberbezpieczeństwie. Nowa metoda mogłaby pomóc w zwalczaniu phishingu i kradzieży tożsamości, ponieważ samo hasło czy klucz dostępu przestałyby wystarczać. Liczyłoby się również to, gdzie faktycznie znajduje się użytkownik. Na razie rozwiązanie pozostaje jednak w fazie eksperymentalnej i ma swoje ograniczenia. Wymaga bardzo precyzyjnej synchronizacji, zaawansowanego sprzętu oraz kontrolowanych warunków. Jednak tempo rozwoju technologii kwantowych sugeruje, że praktyczne zastosowania mogą pojawić się szybciej, niż jeszcze niedawno zakładano.
Źródło: Science News
