Budoucnost vojenské komunikace – kvantová teleportace
-
19. 12. 2012
-
5 komentářů
-
Jan Grohmann
"Bez spojení není velení" je staré vojenské pořekadlo, které beze zbytku platí a bude platit i v budoucnu. Možná je však lepší použít "Bez šifrovaného spojení není velení" neboť veškerá vojenská komunikace, od běžných vysílaček až po dálkově řízené bezpilotní letadla, je nějakým způsobem šifrovaná. Je to logické, neboť nechceme, aby naší komunikaci slyšel někdo třetí. Naneštěstí se však blíží bod zlomu, kdy už žádný současný způsob šifrování nebude bezpečný.
Kvantové počítače – hrozba pro vojenské šifry
Obavy bezpečnostních expertů směřují především k rychlému rozvoji kvantových počítačů, tedy výpočetních systémů, jež můžou být třeba miliónkrát rychlejší než současné nejvýkonnější počítače. Odborníci odhadují, že první použitelné kvantové počítače budou k dispozici již za dvacet let
Kvantový počítač je zařízení na vykonávání výpočtů, které přímo využívá při svojí činnosti fenomény známé z kvantové mechaniky, jako je například superpozice nebo kvantové provázání částic, na vykonávání operací s daty. V klasickém počítači jsou data určena bity, v kvantovém počítači se používají qubity (kvantové bity). Základním principem kvantových výpočtů je to, že kvantové vlastnosti částic jsou využity pro reprezentaci a strukturu dat a kvantové jevy se mohou použít k vykonávání operací s těmito daty. Wikipedia
Jak to souvisí s bezpečnou komunikací? Současné nejvýkonnější počítače k prolomení "průměrného" hesla potřebují stovky nebo tisíce let. Avšak u nepředstavitelně výkonných kvantových počítačů se může jednat doslova o hodiny, minuty nebo sekundy.
Můžeme uvést příklad. Současné počítače by k prolomení 128-bitového hesla (16 znaků) „hrubou sílou“ (vyzkoušení všech možných kombinací) potřebovaly 10,79 trilionů let, což je 785miliónkrát delší doba, než odhadované staří vesmíru. Kvantový počítač však teoreticky k vyzkoušení všech kombinací potřebuje „pouze“ 6 měsíců.
Kvantová teleportace proti kvantovým počítačům
Jak se tedy proti takové hrozbě bránit? Vědci uvažují o tom, že využijí nezvyklého fyzikálního fenoménu, jehož sám Albert Einstain nazval „strašidelným“ - kvantovou teleportaci.
Nebudeme se pouštět do zevrubného popisu tohoto jevu, jehož pravou podstatu ani sami fyzici přesně nechápou. Laicky řečeno, jde o fyzikální jev, kdy dvě částice ze stejného zdroje jsou navzájem provázané, bez ohledu na vzájemnou vzdálenost. Může se jednat o kilometry nebo světelné roky, na tom opravdu nezáleží.
Foto: Raději nechtějte vědět, co je na tabuli... / Army.mil
Provázání funguje takovým způsobem, že pokud vykonáme akci nebo změříme stav jedné částice, okamžitě (bez ohledu na vzdálenost) se změna projeví na druhé částici.
Kvantový stav představuje v kvantové fyzice takovou skupinu pozorovatelných veličin, jejichž prostřednictvím jsou vlastnosti daného systému nebo částice plně určeny. Pozorovatelné veličiny stavu jsou určovány s ohledem na současnou měřitelnost jednotlivých veličin. Wikipedia
Bohužel musíme zklamat všechny, kteří doufají v nadsvětelnou komunikaci, tak to bohužel nefunguje. Einsteinovi zákony stále platí, protože jde jen o nadsvětelnou změnu kvantového stavu částice.
Pokud chce kolega u druhé částice zjistit, co mu chceme sdělit, musíme mu klasickými komunikačními kanály nejprve poslat návod, jakým způsobem „číst“ kvantové změny. A to nejde udělat rychleji, než klasickou, tedy „podsvětelnou“ komunikací.
Kvantové šifrování
Jak lze toho využít pro, podle vědců absolutně bezpečnou, komunikaci? Výhodou je, že pokud například do bezpilotního letadla umístíme provázanou částici a druhou budeme mít ve velícím středisku na základně, bude jen a pouze letadlo schopno číst informace, které mu skrze kvantové změny (s patřičným návodem) budeme sdělovat. Ten, kdo tuto částici nebude mít (protivník), ten nemá nejmenší šanci odhalit podstatu přenášených informací.
Foto: Meyers vysvětluje principy a výhody kvantové komunikace / Army.mil
Naším jediným úkolem je tedy do letadla (vozidla, satelitu, vojákovi) vysílat návody nebo klíče, jakým způsobem číst kvantové změny částice. Takovým způsobem je nemožné, aby někdo prolomil nebo odposlouchával naší komunikaci, protože jednak nemá zmíněnou částici a navíc samotný návod mu bude naprosto k ničemu.
Samozřejmě, nemusí se jednat jen o bezpilotní letadla, ale také o komunikaci mezi velitelskými centry nebo dokonce mezi vojáky. Roland E. Meyers, vedoucí výzkumu kvantové ve výzkumných laboratořích americké armády (U.S. Army Research Laboratory) k tomu, říká: "Používáme fotony, které jdou přes optické vlákno, abychom provázaly atomy na dvou různých místech. Jakmile jsou provázané, pak nemusíte mít optické vlákno mezi nimi. Při manipulaci s atomy bude reakce mezi nimi okamžitá.“
Samozřejmě, kvantové šifrování je ještě roky vzdálené, ale možné změny v komunikaci jsou ohromující. „Pokud dáte zapletené atomy do každého z těchto míst (voják, satelit, UAV – pozn. redakce), pak můžete teleportovat data mezi vojákem a satelitem… můžete se teleportovat do UAV… můžete se teleportovat do velícího a řídícího střediska,“ říká Meyers a dodává: „Doslova strategický dopad je, že bude možné získávat informaci o vaší poloze, aby se to kdokoliv jiný dozvěděl.“
Zatím to zní jako hodně (a tím myslíme opravdu „hodně“) drahá sci-fi, každopádně fyzikálně to skutečně funguje. Uvidíme, zda to, co Einstein nazval „strašidelné působení na dálku“ bude někdy reálně fungovat. Důsledky v možnostech komunikace můžou být ohromné.
Zdroje (pro pochopení problematiky doporučujeme přečíst) : ATOM INFO, Computer world, Defence Talk, Osel.cz
Související články
Sestřely družic: První sestřel v americké režii
Za studené války vstoupili lidé po souši, vodě a vzduchu do dalšího prostoru – kosmického. Záhy se ...
-
07.07.2012
-
6 komentářů
-
Michal Polák
Sestřely družic: Čínská demonstrace síly
Za studené války vstoupili lidé po souši, vodě a vzduchu do dalšího prostoru – kosmického. Záhy se ...
-
12.07.2012
-
0 komentářů
-
Michal Polák
Sestřely družic: Nebezpečná družice USA-193
Za studené války vstoupili lidé po souši, vodě a vzduchu do dalšího prostoru – kosmického. Záhy se ...
-
15.07.2012
-
0 komentářů
-
Michal Polák
Čína vede bitvu s USA o ovládnutí světové komunikace
V těchto dnech přišel bývalý bezpečnostní analytik Pentagonu F. Michael Maloof s velmi závažným ...
-
25.07.2012
-
0 komentářů
-
Jan Grohmann
Coffin Corner: Řekněme tedy, že ani "vzorové" částici nejde vnutit přesný kvantový stav, který by odpovídal tomu v hypotetické "šifrovací tabulce" u "obrazové čáscice". Ačkoliv ...Zobrazit celý příspěvek
Coffin Corner:
Řekněme tedy, že ani "vzorové" částici nejde vnutit přesný kvantový stav, který by odpovídal tomu v hypotetické "šifrovací tabulce" u "obrazové čáscice". Ačkoliv se mi to zdá nesmyslné - pro funkční nadsvětelnou komunikaci by stačily klidně 2 (slovy DVA) stavy - "změna" a "ne-změna". Trochu jako jednička a nula v elektronice, nebo jako krátký signál a dlouhý signál v morseovce.
Na "robotickém mozku" hledícím na "obrazovou čáscici" by pak zůstávalo jenom odhadnout, jestli v předem přesně určeném období částice změnila svůj kvantový stav narozdíl od stavu v předchozím období), nebo nikoliv a tato fakta interpretovat podle předem daných parametrů.
Nebo, pokud by byl potřeba širší komunikační kanál, kterému dva komunikační stavy nestačí, šlo by využít i DÉLKY provádění změny. Provedení kvantové změny po dobu 1 desetiny sekundy je "A", po doby 2 desetin sekundy je "B" atd...
Myslím pane Grohmanne, že pan Mareš by raději četl články o nedostatku erárních ponožek se stříbrným mikrovláknem ve skladech AČR, nebo o průměrné rychlosti pandurů v terénu - prostě něco, co by mu připadalo "reálnější" (a soudě dle jeho reakce asi i více vzrušující). Nechci jeho vkus ohledně stylu zpravodajství niják snižovat. Ten můj se však blíží trochu víc tomu, co armádní noviny nabízí. Mimo jiné i proto, že to nenabízí (obzvlášť v české části internetu) NIKDO jiný. A to včetně profesionálnch papírových periodik, nebo dokonce přímo armádních článků (ačkoliv ty se tímhle nezabývají skoro nikdy, protože AČR na výzkum, či obnovování strojového parku v mnoha případech rezignovala).Skrýt celý příspěvekPro pana Mareše. Snažíme se pro vás hledat denně ty nejzásadnější informace z vojenského světa a techniky. Je nám jasné, že více populární články by nám zvedly návštěvnost, ale ...Zobrazit celý příspěvek
Pro pana Mareše. Snažíme se pro vás hledat denně ty nejzásadnější informace z vojenského světa a techniky. Je nám jasné, že více populární články by nám zvedly návštěvnost, ale takovým způsobem to nechceme. Raději budeme psát o podstatných problémech a technologiích, než sklouznout k bulváru. Na druhou stranu, podstatnou zprávou je i vynález „plazmatického ramenního kanónu.“ :) Naneštěstí takové zprávy se neobjevují každý den.Skrýt celý příspěvek
Ultramarinus: Vytvořit tabulku kvantového stavu jako nějakou matrici, je nesmysl. Můžeš vypočítat pravděpodobnost, ale nikdy přesně daný stav. Na to potřebuješ právě tu provázanou ...Zobrazit celý příspěvek
Ultramarinus: Vytvořit tabulku kvantového stavu jako nějakou matrici, je nesmysl. Můžeš vypočítat pravděpodobnost, ale nikdy přesně daný stav. Na to potřebuješ právě tu provázanou částici, v tom je to kouzlo.Skrýt celý příspěvek
Netuším, proč by nešlo vytvořit tabulku významu daných změn kvantového stavu částice (podobně jako byly šifrovací tabulky špionů, klíč morseovky, nebo seznam poloh paží pro ...Zobrazit celý příspěvek
Netuším, proč by nešlo vytvořit tabulku významu daných změn kvantového stavu částice (podobně jako byly šifrovací tabulky špionů, klíč morseovky, nebo seznam poloh paží pro signalizaci vlajkami, nebo třeba ASCII tabulka soudobého počítače znajícího jenom DVA stavy) kterou by mělo přímo UAV (nebo třeba do nepilotované kosmické lodi: http://www.armadninoviny.cz/vo...
a následně MÍT skutečnou "nadsvětelnou" komunikaci.
Efekt na rychlost reakce by byl pro U(C)AV působící na druhé straně Země významný (několik vteřin zrychlení), ale efekt na komunikaci například mezi Houstonem (případně Pentagonem) a vesmírem by byl naprosto zásadní. Samozřejmě, čím "vzdálenějším" vesmírem, tím zásadnější efekt.Skrýt celý příspěvek
Načítám diskuzi...