Zoals we zagen tijdens de Amerikaanse verkiezingen van 2016, bescherming van traditionele computersystemen, die nullen en enen gebruiken, van hackers is geen perfecte wetenschap. Overweeg nu de complexe wereld van quantum computing, waar stukjes informatie tegelijkertijd meerdere toestanden voorbij nul en één kunnen bevatten, en de potentiële bedreigingen worden nog lastiger aan te pakken. Toch, Onderzoekers van de Universiteit van Ottawa hebben aanwijzingen gevonden die beheerders kunnen helpen bij het beschermen van kwantumcomputernetwerken tegen aanvallen van buitenaf.

"Ons team heeft de eerste hoogdimensionale kwantumkloonmachine gebouwd die in staat is om kwantumhacking uit te voeren om een ​​veilig kwantumbericht te onderscheppen. " zei professor Ebrahim Karimi van de Universiteit van Ottawa, afdeling natuurkunde, die de Canada Research Chair in Structured Light bekleedt. "Toen we de resultaten konden analyseren, we hebben enkele zeer belangrijke aanwijzingen ontdekt om quantum computing-netwerken te beschermen tegen mogelijke hackdreigingen."

Men geloofde dat kwantumsystemen een perfect veilige gegevensoverdracht zouden bieden, omdat tot nu toe pogingen om de verzonden informatie te kopiëren resulteerden in een gewijzigde of verslechterde versie van de originele informatie, waardoor het doel van de eerste hack wordt verijdeld. Traditioneel computergebruik stelt een hacker in staat om eenvoudig informatie te kopiëren en plakken en deze exact te repliceren, maar dit geldt niet in de wereld van kwantumcomputers, waarbij pogingen om kwantuminformatie - of qudits - te kopiëren resulteren in wat Karimi 'slechte' kopieën noemt. Tot nu.

Voor de eerste keer, Professor Karimi's team was in staat om de fotonen te klonen die informatie doorgeven, namelijk de enkele dragers van licht bekend als qubits, evenals de kwantumtheorie toelaat, wat betekent dat de klonen bijna exacte replica's waren van de originele informatie. Echter, naast het ondermijnen van wat voorheen werd beschouwd als een perfecte manier om informatie veilig te verzenden, de analyses van de onderzoekers leverden veelbelovende aanwijzingen op voor bescherming tegen dergelijke hacks.

"Wat we ontdekten was dat wanneer grotere hoeveelheden kwantuminformatie worden gecodeerd op een enkel foton, de kopieën worden erger en hacken nog eenvoudiger te detecteren, " zei Frédéric Bouchard, een promovendus aan de Universiteit van Ottawa en hoofdauteur van een open access publicatie die deze maand verscheen in het gerenommeerde tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang . "We hebben ook kunnen aantonen dat kloonaanvallen specifieke, waarneembare geluiden in een beveiligd kwantumcommunicatiekanaal. Door ervoor te zorgen dat fotonen de grootst mogelijke hoeveelheid informatie bevatten en deze geluiden in een beveiligd kanaal te monitoren, zou dit moeten helpen om kwantumcomputernetwerken te versterken tegen potentiële hackbedreigingen."

Karimi en zijn team hopen dat hun kwantumhacking-inspanningen kunnen worden gebruikt om kwantumcommunicatiesystemen te bestuderen, of meer in het algemeen om te bestuderen hoe kwantuminformatie door kwantumcomputernetwerken reist. Om hun krant te lezen, bezoek de wetenschappelijke vooruitgang website.