และเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัยเจนีวาและ ในสวิตเซอร์แลนด์ได้เปิดเผยเครื่องตรวจจับโฟตอนเดี่ยวที่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพของระบบการเข้ารหัสแบบกระจายคีย์ควอนตัม (QKD) ได้ อุปกรณ์ดังกล่าวประกอบด้วยสายนาโนตัวนำยิ่งยวดที่พันกัน 14 เส้น ซึ่งทำหน้าที่ตรวจจับโฟตอนร่วมกัน คอมพิวเตอร์ควอนตัมในอนาคตสามารถถอดรหัสระบบการเข้ารหัสแบบเดิมได้ อย่างไรก็ตาม
ระบบการ
เข้ารหัสแบบควอนตัมควรยังคงปลอดภัยจากแฮ็กเกอร์ อย่างน้อยในหลักการ หนึ่งในระบบดังกล่าวคือการกระจายคีย์ควอนตัม (QKD) ซึ่งใช้กฎของกลศาสตร์ควอนตัมเพื่อให้แน่ใจว่าทั้งสองฝ่ายที่สื่อสารกันสามารถแลกเปลี่ยนคีย์การเข้ารหัสได้อย่างปลอดภัย เกี่ยวข้องกับการส่งและรับสตริงของโฟตอน
ในสถานะโพลาไรซ์เฉพาะ หากเครื่องดักฟังดักฟังการสื่อสารนี้ มันจะรบกวนลักษณะควอนตัมของข้อมูล ดังนั้นการแจ้งเตือนผู้ติดต่อ อัตรานาฬิกา จำกัดในขณะที่ระบบ เชิงพาณิชย์มีการใช้งานอยู่แล้วในแอปพลิเคชันเฉพาะบางอย่าง การใช้เทคโนโลยีอย่างแพร่หลายมากขึ้นถูกจำกัด
โดย “อัตราสัญญาณนาฬิกา” ซึ่งโฟตอนที่สามารถสร้าง ส่ง และตรวจจับได้ “อัตราสัญญาณนาฬิกาของระบบเหล่านี้เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในช่วง 30 ปีที่ผ่านมา” “แต่ในระบบสมัยใหม่ ความเร็วของเครื่องตรวจจับและการประมวลผลภายหลังกลายเป็นปัจจัยจำกัดสำหรับอัตราคีย์ลับสูง”
อัตราคีย์เหล่านี้ควบคุมความเร็วที่ฝ่ายสื่อสารสามารถแลกเปลี่ยนคีย์ควอนตัมที่ปลอดภัยได้ อัตราคีย์ที่สูงขึ้นทำให้ผู้ใช้สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลได้มากขึ้น ทั้งปลอดภัยและความเร็วสูงขึ้น ระบบ ในปัจจุบันใช้เครื่องตรวจจับโฟตอนเส้นเดียวสายนาโนที่มีตัวนำยิ่งยวด ซึ่งทำงานที่อุณหภูมิเย็นจัด บริเวณเล็กๆ
ของเส้นลวดนาโนจะร้อนขึ้นเมื่อดูดซับโฟตอน ทำให้เปลี่ยนจากตัวนำยิ่งยวดเป็นวัสดุธรรมดาชั่วคราว สิ่งนี้ทำให้ความต้านทานไฟฟ้าของเส้นลวดนาโนเพิ่มขึ้น ซึ่งตรวจพบได้ หลังจากที่โฟตอนถูกดูดกลืนแล้ว เส้นลวดนาโนจะต้องเย็นลงก่อนที่จะสามารถตรวจจับโฟตอนถัดไปได้ และเวลาในการฟื้นตัวนี้
จะจำกัด
ความเร็วเรียบง่าย แต่ซับซ้อน ในการศึกษานี้ ทีม ได้ทำการแก้ไขปัญหานี้อย่างเรียบง่ายแต่ได้ผล เพื่อนร่วมงาน แห่งมหาวิทยาลัยเจนีวาอธิบายว่า “การออกแบบใหม่ ประกอบด้วยเส้นลวดนาโน 14 เส้น ซึ่งพันกันในลักษณะที่แสงที่ออกจากใยแก้วนำแสงส่องสว่างเท่ากันทั้งหมด” “นี่เป็นการเพิ่มโอกาส
ที่สายสัญญาณที่ยังคงสามารถตรวจจับได้ในขณะที่บางเส้นกำลังฟื้นตัว”คุณสมบัติอีกอย่างของเครื่องตรวจจับคือเส้นลวดนาโนแต่ละเส้นสั้นกว่าเส้นลวดนาโนที่มักใช้ใน ซึ่งหมายความว่าเส้นลวดนาโนแต่ละเส้นจะเย็นลงได้เร็วกว่า ที่มีอยู่สามารถรองรับอัตราคีย์ได้มากกว่า 10 Mbps แต่ทีมสวิสทำได้ดีกว่ามาก
กล่าวว่า “อัตราการนับสูงสุดที่สูง รวมถึงความละเอียดของเวลาที่เพิ่มขึ้น ช่วยให้บรรลุอัตราคีย์ลับ ในระยะทาง 10 กม. ของใยแก้วนำแสง” “เราสามารถเอาชนะสถิติก่อนหน้านี้ได้มากกว่าสี่ปัจจัย”
การขยายความเป็นส่วนตัว ด้วยการตรวจจับโฟตอนในอัตรานี้ ระบบ QKD สามารถแก้ไขข้อผิดพลาด
อย่างไรก็ตาม
นักวิจัยยังคงมองเห็นความเป็นไปได้ที่หลากหลายสำหรับ ที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพสูง ตั้งแต่การสื่อสารที่ปลอดภัยระหว่างยานอวกาศที่อยู่ห่างไกล ไปจนถึงเซ็นเซอร์ออปติคัลขั้นสูงรุ่นใหม่ ซึ่งอาจเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในการถ่ายภาพทางการแพทย์ที่จำเป็น และดำเนินการขยายความเป็นส่วนตัว
(กระบวนการที่แปลงโฟตอนของคีย์ดิบเป็นคีย์สุดท้ายที่ปลอดภัย โดยไม่ขึ้นกับข้อมูลใดๆ ที่อาจรั่วไหลไปยังผู้ดักฟัง) ทั้งสองอย่าง ในเวลาจริง ตามที่จินตนาการไว้เมื่อครึ่งศตวรรษก่อน นักประวัติศาสตร์ด้านการบิน อดีตหัวหน้านักประวัติศาสตร์ของกองทัพอากาศสหรัฐในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี.
ได้ชี้ให้เห็นว่าการเร่งรีบไปอวกาศในสภาพอากาศของสงครามเย็นนั้นผลักดันให้การบินอวกาศในยุคแรก ๆ มุ่งไปสู่การใช้แคปซูลกู้ร่มชูชีพที่เรียบง่าย . แนวคิดก่อนหน้านี้สำหรับการบินในอวกาศสันนิษฐานโดยธรรมชาติว่าเครื่องยิงจะพัฒนามาจากการบินด้วยเครื่องบิน ภายใต้การแนะนำของผู้คนเช่น
ในที่สุดวิสัยทัศน์ที่ยาวนานอาจเป็นจริงเช่น การสนับสนุนของสหราชอาณาจักรและสหรัฐอเมริกาสำหรับเที่ยวบิน ของออสเตรเลีย การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างสถาบันยังถูกจำกัดอย่างเข้มงวด การวิจัย
ทำให้เกิดระดับอิสระมากเกินไปในระยะทางสั้นๆ ในแง่หนึ่ง ความล้มเหลวของทฤษฎี
“แรงโน้มถ่วงควอนตัม” นี้เป็นสัญญาณที่ดี ทฤษฎีนี้ไม่ได้ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับกลไกภายในของอนุภาคมูลฐาน และไม่ได้ให้คำอธิบายเกี่ยวกับพลังอื่นๆ ของธรรมชาติ ที่ดีที่สุด มันเหมือนกันมากกว่า: คำอธิบายความโน้มถ่วงที่มีประสิทธิภาพ (แต่ไม่มาก) โดยไม่มีข้อมูลเชิงลึกที่ลึกซึ้งกว่านั้น
เกี่ยวกับที่มาของคุณสมบัติของอนุภาค ที่แย่ที่สุดคือมันเป็นเรื่องไร้สาระทางคณิตศาสตร์ สตริงเป็นแฮดรอนเราทุกคนทราบดีว่าวิทยาศาสตร์เต็มไปด้วยความหักมุมที่น่าประหลาดใจ แต่การค้นพบทฤษฎีสตริงเป็นเรื่องที่บังเอิญเป็นพิเศษ ทฤษฎีนี้เกิดขึ้นจากความพยายามในทศวรรษที่ 1960
เพื่ออธิบายปฏิสัมพันธ์ของฮาดรอน ซึ่งเป็นอนุภาคที่มีควาร์ก เช่น โปรตอนและนิวตรอน นี่เป็นปัญหาที่ไม่เกี่ยวข้องกับแรงโน้มถ่วง ซึ่งขณะนี้อยู่ และคนอื่นๆ ได้เขียนนิพจน์ทางคณิตศาสตร์อย่างง่ายสำหรับแอมพลิจูดกระเจิงที่มีคุณสมบัติบางอย่างซึ่งเป็นที่นิยมในขณะนั้น ไม่นานนัก และตัวฉันเอง
ก็ถูกค้นพบ และจากสถาบัน ในรูปแบบที่แตกต่างกันเล็กน้อยพบว่าแอมพลิจูดเหล่านี้เป็นทางออกของระบบทางกายภาพที่แน่นอนซึ่งประกอบด้วยสายยางยืด 1D ที่ยืดออก สองปีถัดมา ทฤษฎีสตริงเป็นทฤษฎีของแฮดรอน การค้นพบที่น่าทึ่งอย่างหนึ่งที่เกิดขึ้นในช่วงแรกคือความไม่สิ้นสุดทางคณิตศาสตร์
