Взлом банковских счетов и аккаунтов в Твиттере, злонамеренные перебои в подаче электроэнергии и попытки подделать медицинские записи угрожают безопасности здоровья, денег, энергии, общества и инфраструктуры нации. Используя законы природы, а именно квантовую физику, передовая технология телепортации поднимает кибербезопасность на новые, «невзломаемые» высоты, используя крошечные частицы света или «лучи».
Уорнер А. Миллер из Флоридского Атлантического университета, доктор философии, совместно с Qubitekk и L3Harris возглавляют усилия Соединенных Штатов по созданию первой мобильной квантовой сети на основе дронов, позволяющей беспрепятственно маневрировать вокруг зданий, ненастной погоды и местности и быстро адаптироваться к изменяющимся условиям, таким как война.
Вместе с Qubitekk, отмеченным наградами лидером в производстве источников запутанных фотонов и другого оборудования для объединения в сеть квантовых процессоров и датчиков, FAU было поручено канцелярией министра обороны США разработать проект.
Сеть включает в себя наземную станцию , дроны, лазеры и оптоволокно для обмена защищенной квантовой информацией. Современные телекоммуникационные сети используют волоконную оптику, соединенную лазерными лучами с земли и между самолетами и спутниками — так называемые оптоволоконные сети и оптические сети в свободном пространстве. Дроны используются для спасения жизней, защиты инфраструктуры, защиты окружающей среды и предотвращения враждебных военных действий.
«Сочетание квантовой связи и беспилотных авиационных систем или БАС в этом проекте представляет собой важный шаг вперед в усилиях ВВС по созданию полевых квантовых систем для боевых истребителей», — сказал А. Мэтью Смит, доктор философии, старший физик-исследователь в Информационное управление Исследовательской лаборатории ВВС (AFRL). «Кроме того, потенциал безопасной связи с портативным беспилотным летательным аппаратом квантовой связи в оспариваемых условиях представляет собой важные будущие возможности для ВВС».
Миллер является профессором физики в Научном колледже имени Чарльза Э. Шмидта FAU и подполковником ВВС США в отставке, который честно прослужил 28 лет и получил медаль за заслуги перед гроздью дубовых листьев. Он сыграл решающую роль в недавнем получении федерального гранта в размере 1,5 млн долларов США для передачи технологий малого бизнеса (STTR) в размере 1,5 миллиона долларов, присужденного Qubitekk. Миллер также сотрудничает с L3Harris, глобальным новатором в области аэрокосмических и оборонных технологий, который участвует в проекте с 2019 года.
Команда сотрудничает с ВВС США, чтобы объединить опыт научных кругов, в том числе Университета Иллинойса в Урбане-Шампейн, правительства и промышленности с будущим потенциалом для масштабирования проекта для более крупных приложений с более крупными воздушными платформами, а также другими наземными и морские платформы.
«Присуждение контракта представляет собой новый этап в развитии двух технологий. Для квантовых технологий это важный шаг к созданию защищенных от взлома сетей квантовой связи, которые в конечном итоге охватят весь земной шар, в том числе в космосе. Для дронов и БПЛА это еще одна веха в их эволюция в качестве рабочих лошадок ВВС для широкого круга задач и возможностей», — сказал Артур Херман, доктор философии, старший научный сотрудник и директор инициативы Quantum Alliance в Гудзонском институте и один из ведущих национальных квантовых экспертов в области обороны. , энергетические и технологические вопросы.
Квантовое распространение обеспечивает безопасный метод обмена информацией между общими сторонами таким образом, чтобы гарантировать безопасность. Это явление связано с парой частиц света или фотонов, которые генерируются таким образом, что отдельные квантовые состояния каждой из них неопределенны, но коррелированы таким образом, что акт измерения одной мгновенно определяет результат измерения другой, даже когда они находятся на одном уровне. Это явление было названо Альбертом Эйнштейном «призрачным действием на расстоянии». Эйнштейн заметил, что квантовая механика должна позволять двум объектам мгновенно влиять на поведение друг друга на огромных расстояниях, как если бы они были связаны таинственным каналом связи.
Вклад FAU в проект и участие его студентов в технологии аналогичны протыканию ушка тонкой иглы с использованием оптоволокна и совместного распространения длин волн, которые включают ближний инфракрасный или невидимый луч на однофотонном уровне. Запутанные однофотонные источники создаются путем фокусировки лазера на специальных нелинейных кристаллах и последующей обработки полученного пучка фотонов с «преобразованием с понижением частоты». В системе оптического выравнивания используются зеркала, которые наклоняются, чтобы направлять фотоны прямо туда, куда им нужно. Отдельные фотоны перемещаются один за другим от дрона-источника к другому для безопасной связи.
«Например, во время войны эти дроны будут предоставлять одноразовые криптоключи для обмена важной информацией, которую шпионы и враги не смогут перехватить», — сказал Миллер. «Quantum защищает нашу информацию, используя законы природы, а не только умный искусственный код. Один из наших сотрудников метко сказал: «Кто выиграет квантовую гонку, выиграет войну».
Со временем Миллер планирует внедрить в дроны квантовую память, чтобы они могли исправлять ошибки, передавать и хранить информацию.
«Мы только царапаем поверхность чего-то, что будет использоваться во множестве различных приложений», — сказал Миллер. «Эта технология будет использоваться не только на дронах или роботах. В конце концов, у нас будет эта технология безопасной связи на зданиях и спутниках, которая откроет между ними оптическую связь в свободном пространстве. Единственное ограничение — ваше воображение».
