Toronto Mühəndislik Universitetinin tədqiqatçılar qrupu mövcud kvant rabitə protokollarında gizli çoxölçülü yan kanalları aşkar ediblər.

Yeni yan kanallar kvant mənbələrində yaranır, bunlar kvant hissəciklərini – adətən fotonları – təhlükəsiz mesajlar göndərmək üçün istifadə olunan yaradan cihazlardır . Tapıntının kvant təhlükəsizliyi üçün mühüm təsiri ola bilər.

“Kvant rabitəsini klassik ünsiyyətdən daha təhlükəsiz edən odur ki, o, kvant mexanikasının konjugat hallar kimi tanınan xüsusiyyətindən istifadə edir” – Ph.D. tələbə Amita Gnanapandithan, Physical Review Letters -də dərc olunan məqalənin aparıcı müəllifi .

“Məsələn, mövqe və impuls birləşən dəyişənlərdir: Birini ölçəndə digərini narahat edirsən. Əgər hər iki dəyişən kodlaşdırma üçün təsadüfi seçilibsə, mesaja qulaq asmağa çalışan hər kəs avtomatik olaraq ünsiyyət qurmağa çalışan tərəflər tərəfindən aşkarlana biləcək pozğunluqları təqdim edəcək. Bundan əlavə, kvant səbəbiylə klonlanmayan teoremdə mesajı dinləmək mümkün deyil.”

Bununla belə, özünəməxsus təhlükəsizliyinə baxmayaraq, praktiki tətbiqlər üçün istifadə olunan cihazlardakı çatışmazlıqlar səbəbindən kvant rabitəsinin təhlükə altına düşə biləcəyi bəzi yollar hələ də mövcuddur .

2000-2012-ci illər arasında tədqiqatçılar göstərdilər ki, kvant detektorlarının işləmə üsuluna görə yan kanallar yarana bilər. Bu yan kanallar boşluqlar kimi çıxış edərək kiməsə aşkar edilə bilən narahatlıq yaratmadan siqnalı dinləməyə imkan verir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1743590316&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-04-hidden-side-channels-quantum-sources.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM0LjAuNjk5OC4xNzgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMzQuMC42OTk4LjE3OCJdLFsiTm90OkEtQnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNC4wLjY5OTguMTc4Il1dLDBd&dt=1743590315465&bpp=1&bdt=46&idt=108&shv=r20250401&mjsv=m202503270101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1743589784%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1743589784%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1743589784%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=6181922007280&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=1912&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95355973%2C95355975%2C31091242%2C31091384%2C95352051%2C95354562%2C95356499%2C95356505%2C31090357%2C95356787%2C95356928&oid=2&pvsid=2416852629394407&tmod=1190270110&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=658

Bunu həll etmək üçün 2012-ci ildə professor Hoi-Kwong Lo və onun əməkdaşları ölçmə cihazından müstəqil kvant açar paylanması (MDI-QKD) kimi tanınan yeni protokol hazırladılar . Protokol kvant hissəcikləri detektorları ilə əlaqəli bütün yan kanalları effektiv şəkildə qısa qapanır.

Detektorun qayğısına qaldıqdan sonra Lo və professor Li Qian tərəfindən birgə idarə olunan Qnanapanditan rabitənin digər ucu ilə əlaqəli potensial yan kanalları axtarmağa başladı: mənbə cihazları.

Qnanapanditan deyir: “Mənbədən gələn işığın necə qütbləşdiyinə əsaslanaraq məlumatı kodlaşdırmaq istəyirsiniz, buna optik qütbləşmə deyirik”.

“Siz kodlaşdırmanı yerinə yetirmək üçün iki birləşmiş qütbləşmə bazasından istifadə edərdiniz və ideal olaraq, kodlaşdırmanızı qütbləşmə sərbəstlik dərəcəsi daxilində saxlamaq istərdiniz. Siz həmçinin bu qütbləşmənin hər hansı digər azadlıq dərəcəsi ilə əlaqələndirilməsini istəmirsiniz, çünki əgər belədirsə, dinləyici qütbləşmə haqqında məlumat əldə etmək üçün ikincisini ölçə bilər.”

Kodlaşdırma azadlığı dərəcəsinin optik kvant mənbələrində digər azadlıq dərəcələri ilə korrelyasiya edilməməsi fikri ölçülü fərziyyə kimi tanınır. Bu fərziyyənin pozulması o deməkdir ki, mesaj təhlükəsiz olmaya bilər.

Təcrübədə, bugünkü kvant mənbələri, məsələn, bitişik siqnallar arasındakı korrelyasiya səbəbindən tez-tez belə bir pozuntu təqdim edə bilər. Buna nümunə effekti deyilir və əvvəlki siqnallar haqqında məlumatın sonrakı siqnallara sızması ilə nəticələnir.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Lakin ən son araşdırmada Qnanapanditan əvvəllər nəzərə alınmayan pozuntunun yeni mənbəyini nümayiş etdirmək üçün həm nəzəri modellərdən, həm də fiziki kvant mənbələrindən istifadə edib.

“Biz bilirdik ki, modulyasiya prosesi bir az təhrif edilə bilər, lakin aşkar etdiyimiz şey, modulyasiya prosesinin hətta eyni siqnalın optik impulsunda da vaxta görə dəyişə biləcəyidir” dedi Qnanapandithan.

“Xüsusən, biz bu qüsurun əslində ölçülü fərziyyənin pozulması olduğunu çox incə bir şəkildə başa düşdük. Buna görə də, biz bu növ qüsuru “gizli çoxölçülü modulyasiya” adlandırırıq, zamanla dəyişən kodlaşdırma yalnız bir nümunədir.”

Bu yan kanalların nə qədər böyük problem olması istifadə olunan avadanlıq növündən asılıdır.

“Əgər avadanlığınız daha yüksək bant genişliyinə malikdirsə, optik impulsunuza modulyasiya siqnalı tətbiq edə bilərsiniz ki, bu da onu ideal olana yaxınlaşdırsın” dedi.

“Ancaq avadanlıqlarınız ciddi şəkildə məhduddursa, modulyasiya nəbzi ciddi şəkildə təhrif edilə bilər və bu, problemi daha da pisləşdirə bilər.

“Ədəbiyyatda passiv QKD mənbəyi adlanan yeni kvant açar paylanması (QKD) mənbəyi də var. Passiv QKD mənbələri hətta modulyatorlardan istifadə etmir, ona görə də bu bant genişliyi problemləri tətbiq edilməyəcək.”

Lo deyir ki, onun komandasının gələcək işi yeni kəşf edilmiş yan kanalları yumşaltmağın mümkün yollarına diqqət yetirəcək.

“Biz yaradıcılıqla məşğul ola bilərik və bəlkə də bu problemlərdən çıxış yollarını tapa bilərik” deyir.

“Ancaq keçmişdə öyrəndiyimiz kimi, bizim yeni metodumuzun öz problemlərinə səbəb ola biləcəyi də mümkündür. Neçə təbəqənin olacağını heç vaxt bilmirsiniz, amma məncə, ən vacib ilk addım sadəcə olaraq həll etməli olduğunuz problemləri müəyyən etməkdir və biz burada bunu etdik.”

Daha çox məlumat: Amita Gnanapandithan et al, Kvant Protokollarında Gizli Çoxölçülü Modulyasiya Yan Kanalları, Fiziki Baxış Məktubları (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.130802 . arXiv -də . DOI: 10.48550/arxiv.2404.14216

Jurnal məlumatı: Fiziki İcmal məktubları , arXiv  

Toronto Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir