เทคโนโลยีควอนตัมทำให้วิสัยทัศน์ที่เย้ายวนของอินเทอร์เน็ตเป็นที่ซึ่งข้อมูลถูกละเมิดและแฮ็กเกอร์กลัวที่จะเหยียบย่ำ เพราะรู้ว่าพวกเขาไม่สามารถหลบหนีการตรวจจับได้ นักวิจัยของ Commonwealth Cyber Initiative (CCI) ที่เวอร์จิเนียเทคกำลังพัฒนาวิสัยทัศน์นี้โดยการสำรวจเครือข่ายควอนตัม ซึ่งพร้อมที่จะปฏิวัติความปลอดภัยในโลกไซเบอร์ด้วยพฤติกรรมที่แปลกประหลาดของฟิสิกส์ในระดับควอนตัม
Sophia Economou ศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์แห่งวิทยาลัยวิทยาศาสตร์
แห่งมหาวิทยาลัยเวอร์จิเนียเทคกล่าวว่า “เป็นเวลานานแล้วที่ความคิดเหล่านี้เป็นเพียงความอยากรู้อยากเห็นและไม่ได้หยั่งรู้เลย” “ตอนนี้เรากำลังเปลี่ยนพวกเขาให้กลายเป็นเทคโนโลยี” นำทีมสหสาขาวิชาชีพซึ่งประกอบด้วยนักวิจัย CCI Virginia Tech Edwin Barnes จากฟิสิกส์ และ Jamie Sikora จากวิทยาการคอมพิวเตอร์ เช่นเดียวกับ Nicholas Mayhall จากเคมี Economou กำลังนำทางจากความอยากรู้อยากเห็นควอนตัมไปสู่เทคโนโลยีควอนตัมในบทบาทของเธอในฐานะผู้อำนวยการของ Virginia Tech ศูนย์วิทยาศาสตร์และวิศวกรรมข้อมูลควอนตัม
อยู่ภายใต้การบริหารของ สถาบันเทคโนโลยีวิกฤตและวิทยาศาสตร์ประยุกต์ ( Institute for Critical Technology and Applied Science – ICTAS) ศูนย์แห่งนี้ทำงานร่วมกับกลุ่มต่างๆ เช่นSouthwest Node ของ Commonwealth Cyber Initiative สถาบันความมั่นคงแห่งชาติวิทยาเขต นวัตกรรมและ ศูนย์วิจัยองค์กรซึ่งทั้งหมดนี้เป็น ลงทุนในการวิจัยควอนตัมและโครงสร้างพื้นฐาน บิตเป็นหน่วยที่เล็กที่สุดของข้อมูลดิจิทัล และมีอยู่หนึ่งในสองสถานะ: 0 หรือ 1 ในตัวประมวลผลข้อมูลควอนตัม ข้อมูลจะถูกบรรจุในควอนตัมบิต (qubits) ที่ครอบครองหลายสถานะพร้อมกันระหว่าง 0 ถึง 1 — ระบุว่า ไม่สามารถเข้าถึงได้โดยผู้ประมวลผลข้อมูลทั่วไป คุณสมบัตินี้เรียกว่า superposition ปลดล็อกพลังการคำนวณและความเร็วในการประมวลผลอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน ขนาดของพลังนี้หมายถึงอะไร? ในการเริ่มต้น นักวิจัยจากทุกสาขาสามารถจัดการกับปัญหามอนสเตอร์ที่หิวข้อมูลซึ่งแม้แต่คอมพิวเตอร์ที่ทันสมัยที่สุดก็ไม่สามารถแก้ไขได้ เช่น ปัญหาต่างๆ เช่น การจำลองโมเลกุลสำหรับการพัฒนาทางการแพทย์ที่ช่วยชีวิต แบบจำลองสภาพอากาศและบรรยากาศในสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลง และการรักษาความปลอดภัย มูลค่าข้อมูลที่ละเอียดอ่อนของโลก
แต่ควอนตัมคอมพิวติ้งไม่ใช่เทคโนโลยีควอนตัมแห่งการเปลี่ยนแปลง
เพียงอย่างเดียวในการทำงาน ระบบควอนตัมมีคุณสมบัติที่ให้ความปลอดภัยโดยธรรมชาติในการสื่อสาร เครือข่ายควอนตัมจะเพิ่มความปลอดภัยทางไซเบอร์และอนุญาตให้โฮสต์ของการเข้ารหัสและงานด้านเครือข่ายไม่เหมือนกับเครือข่าย “แบบดั้งเดิม” ซึ่งประกอบด้วยอินเทอร์เน็ตที่มีอยู่เดิม
“ความหมายของเครือข่ายควอนตัมต่อความปลอดภัยในโลกไซเบอร์นั้นไม่ได้เป็นเพียงการเปลี่ยนแปลง” Gretchen Matthews ศาสตราจารย์คณิตศาสตร์ของเวอร์จิเนียเทคและผู้อำนวยการของ CCI’s Southwest Node กล่าว “เรากำลังพิจารณากระบวนทัศน์ใหม่ที่มีผลกระทบอย่างกว้างขวาง เครือข่ายควอนตัมจะให้การเข้าถึงสิ่งใหม่เหล่านี้ เครื่องมือคำนวณ”
เครือข่ายควอนตัมยังมาไม่ถึง — แต่กำลังเข้าใกล้ขึ้นเรื่อยๆ
“เรามีหลักฐานยืนยันหลักการสำหรับเครือข่ายควอนตัมแล้ว” Economou กล่าว “นั่นหมายความว่ามีเครือข่ายควอนตัมขนาดเล็กอยู่แล้ว เรากำลังพยายามแก้ปัญหาทางเทคโนโลยีและวิศวกรรมที่ยากมากๆ แต่การพิสูจน์หลักการได้ผล เรารู้เรื่องนั้นดี”
การเข้าถึงอย่างปลอดภัยผ่านเครือข่ายควอนตัม
ในอนาคต ผู้ใช้จะสามารถเข้าถึงคอมพิวเตอร์ควอนตัมได้อย่างปลอดภัยผ่านเครือข่ายควอนตัม สิ่งนี้คล้ายกับการเรียกใช้โปรแกรมบนคลาวด์ Economou กล่าว แม้แต่แล็ปท็อปเครื่องเก่าก็สามารถเชื่อมต่อกับเซิร์ฟเวอร์ของ Amazon ได้ และใช้ประโยชน์จากขุมพลังประมวลผลมหาศาล ความแตกต่างที่สำคัญสำหรับเครือข่ายควอนตัมคือการรักษาความปลอดภัย: ผู้ใช้อาจต้องการเรียกใช้โปรแกรมที่ต้องเก็บเป็นความลับ อาจด้วยเหตุผลด้านทรัพย์สินทางปัญญาหรือความมั่นคงของชาติ
“เครือข่ายควอนตัมช่วยให้คุณสามารถส่ง qubits ที่เข้ารหัสอัลกอริทึมที่คุณต้องการแก้ไขได้อย่างปลอดภัย ดังนั้นแม้แต่บุคคลที่เป็นเจ้าของหรือใช้งานคอมพิวเตอร์ควอนตัมก็ไม่รู้ว่าคุณกำลังทำอะไรอยู่” Economou กล่าว
มันทำงานอย่างไร? โดยใช้ประโยชน์จากลักษณะที่น่ากลัวของกลศาสตร์ควอนตัม
เรื่องตลกเกี่ยวกับ qubits: คุณไม่สามารถวัดได้หากไม่มีผลที่ตามมาอย่างมาก Economou กล่าว หากคุณเข้าไปยุ่งกับ qubit ซึ่งรวมถึงการพยายามคัดลอก สถานะควอนตัมจะถูกแก้ไข ซึ่งรับประกันความปลอดภัยโดยธรรมชาติสำหรับเครือข่ายควอนตัม
“ในการทดสอบความปลอดภัยของการแลกเปลี่ยน ผู้ใช้หนึ่งรายสามารถส่งแพ็กเก็ตข้อมูลเพื่อทดลองใช้ได้” Economou กล่าว “หากไม่ตรงกับข้อมูลที่ได้รับ คุณสามารถสันนิษฐานได้ว่ามีคนที่อยู่ตรงกลางพยายามวัดผลหรือสกัดกั้นข้อมูล”
กับดักควอนตัมบูบี้ที่ต่อต้านการแทรกแซงนี้นำเสนอปัญหาใหม่: เครือข่ายแบบคลาสสิกอาศัยตัวทำซ้ำที่วางไว้อย่างมีกลยุทธ์เพื่อวัดและขยายสัญญาณ — ไม่ใช่ตัวเลือกสำหรับคิวบิต
ด้วยเงินทุนเริ่มต้นจาก Commonwealth Cyber Initiative ในเซาท์เวสต์เวอร์จิเนีย Economou และทีมงานของเธอกำลังทำงานเพื่อ “สิ่งที่ฉลาดกว่า”
“วิธีแก้ปัญหาซึ่งถูกหยิบยกมาหลายปีก่อนเป็นสิ่งที่เรียกว่าความพัวพัน” เธอกล่าว “เรากำลังสำรวจวิธีใช้สิ่งกีดขวางเพื่อสร้างและขยายเครือข่ายควอนตัม”
สิ่งพัวพันคือเมื่อสองควิบิตหรือมากกว่านั้นโต้ตอบกันทางร่างกายจนสัมพันธ์กันและยังคงสัมพันธ์กันแม้ว่าจะแยกจากกันก็ตาม เหมือนกับเรื่องราวของฝาแฝดที่เหมือนกันซึ่งสามารถรู้สึกถึงความเจ็บปวดหรือความสุขของกันและกันแม้จะอยู่ห่างไกลกัน
ในเครือข่ายควอนตัม ผู้ใช้ที่โหนดหนึ่งสามารถจัดการกับระบบที่ยุ่งเหยิงได้ ซึ่งจะอัปเดตคู่ที่ตรงกันโดยอัตโนมัติที่จุดอื่น โดยพื้นฐานแล้วเป็นการเคลื่อนย้ายข้อมูลผ่านเครือข่ายโดยไม่ต้องส่งคิวบิตจริง
Economou และทีมงานของเธอกำลังสำรวจวิธีสร้างและกระจายสถานะควอนตัมที่พัวพัน ซึ่งเป็นกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการส่งโฟตอนที่พัวพันผ่านชุดของเวย์สเตชั่น ทีมงานตั้งทฤษฎีว่าเป็นไปได้ที่จะวัด (และทำลาย) ระบบย่อยของคิวบิตที่พันกัน สิ่งนี้จะช่วยให้สมาชิกในทีมสามารถแก้ไขและปรับเปลี่ยนข้อผิดพลาดที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ จากนั้นจึงสลิงช็อตข้อมูลไปยังสถานีปลายทางถัดไปโดยไม่กระทบกระเทือน
เมื่อพิจารณาว่าการประมวลผลข้อมูลจนถึงระดับอะตอมสามารถส่งผลกระทบต่อเครือข่ายควอนตัมโดยรวมได้อย่างไร Economou และผู้ร่วมงานของเธอกำลังออกแบบสถาปัตยกรรมที่สักวันหนึ่งอาจรักษาความปลอดภัยให้กับการสื่อสารในชีวิตประจำวันของเรา และเชื่อมต่อเรากับพลังของการคำนวณควอนตัมได้อย่างปลอดภัย
credit :pastorsermontv.com cervantesdospuntocero.com discountgenericcialis.com howcancerchangedmylife.com parkerhousewallace.com happyveteransdayquotespoems.com casaruralcanserta.com lesznoczujebluesa.com kerrjoycetextiles.com forestryservicerecord.com
