Sắp có đường truyền dữ liệu tức thời không thể hack

Hai nhóm nhà nghiên cứu khoa học độc lập vừa thành công trong việc gửi thông tin lượng tử qua mạng cáp quang với khoảng cách xa nhất lên đến 12,5 km tại các thành phố Calgary (Canada) và Hợp Phì (Trung Quốc).

Tín hiệu đường truyền trong tương lai có thể được mã hóa không thể hackẢnh: Shutterstock

Theo ScienceAlert, thí nghiệm không chỉ chứng minh dịch chuyển lượng tử tức thời là có thực mà còn giúp tạo ra những hệ thống thông tin liên lạc lượng tử không thể hack trải dài ở khắp các thành phố và thậm chí các lục địa.

Viễn tải lượng tử, hay còn gọi là dịch chuyển tức thời, hoạt động dựa trên một hiện tượng kỳ lạ gọi là rối lượng tử. Về cơ bản, rối điện tử là hai hạt được liên kết chặt chẽ với nhau, vì vậy mà tác động vào một hạt sẽ ngay lập tức ảnh hưởng đến hạt còn lại cho dù khoảng cách xa đến đâu – điều mà Einstein gọi là một tác động “ma quái từ xa”.

Dựa trên tính chất này, viễn tải lượng tử cho phép các trạng thái lượng tử của một hạt được chuyển giao cho đối tác của mình, bất kể khoảng cách cũng như không cần đến kết nối vật lý giữa chúng. Các thông tin truyền đi bằng đường này sẽ không thể bị hack vì được mã hóa giao tiếp, chỉ có thể giải mã khi bạn biết trạng thái vướng víu của các hạt.

Hai thí nghiệm được nhóm các nhà khoa học Canada và Trung Quốc công bố trên tạp chí Nature Photonic đều cho thấy có thể truyền thông tin tức thời qua hệ thống cáp quang hiện có – yếu tố quan trọng để xây dựng hệ thống thông tin lượng tử.

Trong thực tế, viễn tải lượng tử đã đạt được khoảng cách truyền đến 143 km, được thực hiện vào năm 2012 bởi nhóm các nhà khoa học Áo. Tuy nhiên họ sử dụng laser thay vì cáp quang nên mức khả thi không cao.

Tác giả Anil Ananthaswamy đã mô tả nguyên lý làm việc trong thí nghiệm của mình, gồm người A, B và C, với A và B muốn chia sẻ khóa mật mã cho nhau cần C giúp đỡ. A gửi một hạt đến C, trong khi B sẽ làm rối lượng tử hai hạt và chỉ gửi một hạt cho C.

C sau đó sẽ đo đạc hai hạt nhận được từ mỗi người để chúng không còn bị phân biệt – về cơ bản trạng thái lượng tử và thông tin từ hạt của A đã chuyển sang hạt của B, nhưng thông qua trạm trung chuyển là C.

Theo nguyên lý này, nhóm thí nghiệm Canada đã gửi được thông tin lượng tử qua mạng cáp quang trong khoảng cách 6,2 km tính từ điểm C đến B. Nhóm các nhà nghiên cứu Trung Quốc có thể mở rộng khoảng cách dịch chuyển lên 12,5 km với thiết lập đặt C giữa A và B, trong đó C làm vướng lượng tử một cặp hạt rồi gửi một hạt cho B. Tuy nhiên, mô hình của nhóm Canada cũng có thể kéo dài khoảng cách truyền tin bằng cách sử dụng B như một bộ lặp lượng tử để gửi thông tin đi xa hơn.

Nhược điểm của hai thí nghiệm là họ không gửi nhiều thông tin đồng thời. Bên cạnh đó, mặc dù là tức thời nhưng nó cần chìa khóa để giải mã thông tin được gửi qua đường truyền thông thường. Vì vậy mà tốc độ tổng thể sẽ không nhanh hơn so với các phương pháp truyền thống, nhưng mức độ an toàn sẽ cao hơn.

ScienceAlert cho biết, các nhà khoa học vẫn còn cần thêm thời gian để tinh chỉnh hệ thống trước khi đưa nó vào cuộc sống hằng ngày, nhưng tính thực tế là rất cao.

Theo Thanh Niên