Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας ανέπτυξαν ένα πρωτόκολλο κβαντικής επαλήθευσης θέσης, το οποίο επιβεβαιώνει με ασφάλεια και αξιοπιστία τη φυσική τοποθεσία συσκευών σε ένα δίκτυο.
Η σχετική μελέτη δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Nature Physics» και κατάφερε να πιστοποιήσει τη θέση μιας συσκευής χρησιμοποιώντας δύο σταθμούς ελέγχου που απείχαν μεταξύ τους 2 χιλιόμετρα, περιορίζοντας το περιθώριο θέσης στα 74,3 μέτρα.
Περιορισμοί των υπαρχουσών μεθόδων και η κβαντική λύση
Οι τρέχουσες τεχνολογίες εντοπισμού, όπως το GPS, είναι ευάλωτες σε τεχνικές παραποίησης (GPS spoofing), αλλοίωσης δεδομένων και επιθέσεις αναμετάδοσης. Το νέο κβαντικό πρωτόκολλο συνδυάζει τις ιδιότητες της κβαντικής πληροφορίας με τους σχετικιστικούς περιορισμούς στην ταχύτητα διάδοσης του φωτός.
Η ασφάλεια στηρίζεται στο ότι η κβαντομηχανική εμποδίζει την αντιγραφή ή την εξαγωγή πληροφορίας από μια άγνωστη κβαντική κατάσταση, ενώ η σχετικότητα θέτει όρια στο πόσο γρήγορα μπορούν οι επιτιθέμενοι να ανταλλάξουν δεδομένα.
Πώς λειτουργεί το πρωτόκολλο
Στη διάταξη χρησιμοποιούνται δύο αξιόπιστοι σταθμοί ελέγχου εκατέρωθεν της συσκευής. Ο ένας σταθμός στέλνει μια κβαντική κατάσταση, ενώ και οι δύο αποστέλλουν κλασικές πληροφορίες. Η συσκευή επεξεργάζεται τις κλασικές πληροφορίες για να μετρήσει την κβαντική κατάσταση και επιστρέφει αμέσως το αποτέλεσμα.
Οι σταθμοί ελέγχου αξιολογούν τόσο την ορθότητα του αποτελέσματος όσο και τον ακριβή χρόνο απόκρισης. Κάθε επιπλέον νανοδευτερόλεπτο καθυστέρησης αντιστοιχεί σε επιπλέον αβεβαιότητα 30 εκατοστών στη θέση. Χρησιμοποιώντας σύμφωνες καταστάσεις λέιζερ και παράλληλη μετάδοση δεδομένων, οι ερευνητές πέτυχαν μέγιστη καθυστέρηση 247,8 νανοδευτερολέπτων και ποσοστό σφάλματος μόλις 0,27%.
Προοπτικές για το μέλλον
Η τεχνολογία αυτή δεν προορίζεται για την αντικατάσταση του GPS, αλλά ως ένα πρόσθετο επίπεδο ασφαλείας. Μπορεί να αξιοποιηθεί στην παρακολούθηση δρομολογίων πλοίων και αεροσκαφών, στην προστασία ευαίσθητου εξοπλισμού, στις απομακρυσμένες εμπορικές συναλλαγές, καθώς και στην κυβερνοασφάλεια για την πιστοποίηση της φυσικής θέσης χρηστών ή διακομιστών.