Med kvantekryptering kan man sikre, at ingen uvedkommende lytter med, når man vil sende hemmelige beskeder til hinanden over nettet.
Kun den, man giver en særlig nøgle, kan læse beskederne. Og nu rykker denne ubrydelige kvantekryptering tættere på dagligdagen.
Forskere fra Toshibas forskningslaboratorium i Cambridge har netop demonstreret, at kvantekrypteringsnøgler kan udveksles over lange afstande via de eksisterende telekommunikationsnetværk.
Forskerne har sendt kvantedata igennem 254 km kommercielle lyslederkabler mellem de tyske byer Frankfurt og Kehl. Det svarer til afstanden mellem Køge og Esbjerg, og det er et stort fremskridt, siger professor Michael Drewsen fra Institut for Fysik og Astronomi på Aarhus Universitet:
»De har fundet en måde, hvorpå man effektivt kan bruge eksisterende fibersystemer til at overføre kvantekrypteringsnøgler. Så har man ikke brug for fibre, man selv har fuldstændig kontrol over – såkaldte ’dark fibre’. Det kan gøre det billigere at få sikker kryptering.«
Rekorden er over 1.000 km
Der er ikke noget nyt i, at man kan sende kvantedata mange kilometer igennem lyslederkabler. Rekorden er sat i Kina, hvor det i 2023 lykkedes at udveksle kvantenøgler igennem et 1.002 km langt optisk kabel.
Men her skulle der ganske særligt og hundedyrt udstyr til, herunder detektorer nedkølet til to grader over det absolutte nulpunkt ved minus 273,15 grader celsius, og det hele foregik i et laboratorium.
Det særlige ved eksperimentet i Tyskland er, at forskerne her benytter helt almindelige lyslederkabler, der i forvejen ligger i jorden og benyttes til telekommunikation.
Desuden kræver det nødvendige udstyr ikke ekstrem nedkøling, og derfor kan der bruges langt billigere detektorer, der heller ikke fylder ikke så meget. Udstyret kan være i almindelige serverskabe som dem, der i forvejen bruges i telenetværkets knudepunkter.
Forskerne fra Toshiba har beskrevet teknologien i en artikel i det videnskabelige tidsskrift Nature.
Langsom, men sikker
Kvantekommunikationen i Tyskland foregik med en hastighed på 110 kvantebit i sekundet. Det lyder ikke af meget, når nu de fleste af os har bredbåndsforbindelser, hvor der kan overføres mange millioner bit hvert sekund.
Men det er nok til at dele en krypteringsnøgle – i bund og grund blot en tilfældig række af nuller og ettaller – som de to parter bagefter kan bruge til at kryptere hemmelige data, de vil sende til hinanden.
Hvis en krypteringsnøgle bliver sendt gennem det normale internet, er det muligt for en hacker at opsnappe den uden at blive afsløret. Så kan uvedkommende efterfølgende lytte med, når der bliver udvekslet hemmelige beskeder. Men kvantekryptering kan ikke omgås på den måde.
En hacker vil altid blive afsløret
Ifølge kvantemekanikken er det nemlig umuligt at måle på et system uden at ændre det, og enhver ændring vil kunne opdages.
Ved kvantekryptering er krypteringsnøglen kodet ind i de fotoner (lyspartikler), der sendes igennem de lange lyslederkabler, og hvis fotoner bliver opsnappet eller forsøgt afkodet undervejs til modtageren, vil det kunne ses af brugerne af krypteringssystemet.
Med andre ord vil en hacker altid røbe sin tilstedeværelse.
Når man bruger kvantekryptering, er det selve naturlovene, der garanterer sikkerheden. Selv den hurtigste computer kan ikke bryde koden, hverken nu eller i fremtiden.
Eksisterende kabler kan genbruges
Kvantekryptering er en god idé, men udbredelsen af metoden kræver, at man kan sende fotonerne med krypteringsnøglen over lange afstande på en overskuelig måde. Og det skal helst ske via eksisterende infrastruktur, så man slipper for at investere i et helt nyt optisk netværk.
»Det nye resultatet kan blive vigtigt for at få udrullet kvantekrypteringssystemer i lande, hvor der allerede findes et fibernetsystem. På sigt kan det blive så billigt, at langt flere brugere kan anvende kvantekryptering,« som Michael Drewsen siger det.
Han påpeger også, at forskerne har en idé til, hvordan rækkevidden kan øges betragteligt ved at nedkøle fotondetektorerne moderat. Så er vi tættere på en fremtid, hvor vi ikke behøver at være bange for, at nogen lytter med på tråden.
