В ДГТУ дали хакерам по рукам квантовой телепортацией

Защита данных в современном мире — одна из самых актуальных и сложных задач. Хакеры постоянно ищут способы перехватить, скопировать или изменить информацию, передаваемую по различным каналам связи. Однако ученые из Донского государственного технического университета (ДГТУ) предлагают решение, которое может сделать такие атаки практически невозможными. Речь идет о квантовой телепортации — уникальном феномене, который позволяет передавать квантовое состояние частицы на расстояние без физического перемещения самой частицы.


Квантовое состояние — математическое описание свойств квантовой системы, такой как атом, электрон или фотон. Квантовое состояние содержит всю информацию о системе, которую можно измерить. Однако измерение квантового состояния влияет на него и изменяет его. Это называется коллапсом волновой функции. Поэтому невозможно точно скопировать квантовое состояние без его разрушения. Это принцип запрета клонирования квантовых систем.

Квантовая телепортация — процесс передачи квантового состояния частицы на расстояние с помощью запутанных частиц и классического канала связи. Запутанные частицы — это такие частицы, которые находятся в специальном квантовом состоянии, называемом суперпозицией. Это означает, что они могут быть в двух или более состояниях одновременно, например, иметь разные поляризации или спины. Запутанные частицы связаны друг с другом так, что измерение одной из них мгновенно определяет состояние другой, даже если они разделены большим расстоянием. Такое явление называется квантовой запутанностью и является одним из самых загадочных и необычных аспектов квантовой механики.

Для осуществления квантовой телепортации нужно иметь три частицы: А, B и C. Частица А — та, которую хотим телепортировать. Частицы B и C — запутанные частицы, которые заранее подготовлены и распределены между отправителем и получателем. Отправитель имеет частицы А и B, а получатель — только C. Отправитель проводит совместное измерение частиц А и B и получает два бита классической информации, которые он передает получателю по обычному каналу связи. Получатель, зная эти два бита и имея частицу C, может применить определенное преобразование к своей частице и получить точную копию частицы А. При этом состояние частицы А разрушается у отправителя, а состояние частицы B становится неопределенным. Таким образом, происходит передача квантового состояния без физического перемещения самой частицы.

Основная идея ученых из ДГТУ заключается в том, что квантовая информация не может быть перехвачена или скопирована без ее разрушения. Если хакер попытается измерить запутанные частицы, он нарушит их квантовую запутанность и изменит их состояние. Это приведет к тому, что отправитель и получатель сразу же обнаружат попытку вмешательства и сбросят связь. Таким образом, квантовая телепортация обеспечивает абсолютную конфиденциальность и целостность передаваемых данных.