Ученые университета штата Мичиган осуществили прорыв в области использования света в криптографии. Новый способ расшифровки может взломать даже сложные коды в течение нескольких секунд. Ученые полагают, что данный метод - это большой шаг вперед по сравнению с методами, существующими на данный момент. Однако национальная и индивидуальная безопасность может оказаться под угрозой, если этот способ оправдает себя и получит распространение.
Техническая сторона данного метода расшифровки заключается во взаимодействии коротких импульсов когерентного светового потока с квантовыми точками. Для большинства людей квантовые точки это мистические частички «научной пыли», так как довольно сложно понять, чем они являются. На самом деле, квантовые точки - это мельчайшие частицы, которые чувствительны к малейшим изменениям. При определенной частоте и фазах, свет образует сложную систему. Луч света сам по себе формирует разновидность «оптической сети» со способностью считывать информацию, по мере перехода от одной квантовой точки к другой.
Луч света в изобретенном устройстве, который считывает информацию с квантовых точек, будет шифроваться согласно запросу. Это будет нечто вроде разложения числа на множители или поиск числовой последовательности. Далее, луч направляется к квантовой точке, где просчитываются все возможные варианты ответов для заданного запроса. Затем полученные результаты мгновенно считываются, и луч переходит к следующей точке. Таким образом, расшифровывая последовательность за последовательностью, можно получить ответы даже на самые сложные задачи за считанные секунды, в то время как, при использовании самых мощных компьютеров современности, на решение этих задач ушел бы не один десяток лет.
Одним из преимуществ именно такого подхода в криптографии, является использование недорогих диодов в качестве источника света. Максимальная тактовая частота теоретически достигает 100 ГГц. Пока что рабочей частотой в лабораторных условиях является 1,4 ГГц. Для передачи одного бита квантовой информации (кубита) необходим всего лишь один фотон. Энергия, необходимая для передачи 1 кубита, равна 10-18 Дж. Другими словами, чтобы работать на частоте 1 ГГц потребуется всего лишь одна миллиардная ватта. Примечательно, что данная область исследований берет свое начало от ионной ловушки, которая работает в вакууме. Ученые полагали, что ионная ловушка справится с подобной задачей лучше, хотя в итоге оказалось, что ее считывающие способности на несколько порядков ниже, чем у данного подхода. На данный момент конечные продукты с этим решением, по производительности равны процессорам Core 2 Duo или Opteron. Сейчас они уже работают в лаборатории.
Проводящиеся исследования нацелены на будущее использование новой технологии, которая включает в себя лазеры квантовых точек, оптические модуляторы и устройства квантовой логики, которые послужат основой для будущих квантовых компьютеров. Этот проект был основан Агентством национальной безопасности (National Security Agency), Офисом военных исследований (Army Research Office) , Офисом воздушных сил по научным исследованиям (Air Force Office of Scientific Research) и Лабораториями морских исследований (Naval Research Labs). Разработки по данному проекту вел Дункан Стил (Duncan Steel) и три старших исследователя а также около десятка студентов. Университет в Сан Диего занимался теорией, Лаборатории морских исследования занимались физикой квантовых точек, а университет в штате Мичиган занимался вычислительной частью. Годовой бюджет проекта составляет 800000 долларов.
