Forscher demonstrieren „bedingungslos sichere“ digitale Quantenzahlungen

Der Traum von einem völlig sicheren, undurchdringlichen und völlig privaten digitalen Zahlungssystem könnte dank neuer Forschungen der Universität Wien bald Wirklichkeit werden.

In einem am 4. Juli veröffentlichten Artikel mit dem Titel „Quantum Digital Payments Showcase“ stellt ein Forscherteam des Wiener Zentrums für Quantenwissenschaft und -technologie das möglicherweise erste „bedingungslos sichere“ digitale Transaktionssystem vor, das auf Quantenmechanik basiert.

Um dies zu erreichen, verschlüsselten die Forscher einen Zahlungsvorgang mithilfe eines Paares verschränkter Quantenphotonen. Durch diese Verschränkung, bei der jede Änderung des charakteristischen Zustands eines Photons genau im anderen widergespiegelt wird, selbst wenn dieser durch einen Abstand voneinander getrennt ist, konnten die Forscher sicherstellen, dass alle Versuche, die Transaktion zu modifizieren, durch die Natur des Quantens vereitelt würden Mechanik. .

Laut der Arbeit der Forscher:

„Wir zeigen, wie Quantenlicht alltägliche digitale Zahlungen sichern kann, indem es eine inhärente Quantenkryptographie schafft, die nicht gefälscht werden kann.“

Eine der nützlichsten Eigenschaften der Quantenverschränkung ist die Tatsache, dass wir nicht wissen können, in welchem ​​Zustand sich ein verschränktes Objekt befindet, bis wir es messen.

Eine einfache Möglichkeit, die Quantenmechanik und Quantenmessungen zu verstehen, besteht darin, sich vorzustellen, wie man eine Münze wirft, sie dann fängt und mit der Hand bedeckt, bevor man oder jemand anderes sehen kann, auf welcher Seite sie gelandet ist. Bis Sie Ihre Hand heben, können sie mit gleicher Wahrscheinlichkeit Kopf oder Zahl sein. Sobald die Messung erfolgt ist, bricht die Unsicherheit zusammen und Sie haben die Messung.

Wissenschaftler können dies ausnutzen, indem sie verschränkte Objekte wie Photonen nutzen, um Parität sicherzustellen und Informationen zu übertragen, die nicht verändert oder abgefangen werden können.

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Dazu erzeugten die Forscher mithilfe eines Laserverfahrens verschränkte Photonen und kodierten sie mit Transaktionsinformationen. Anschließend wurden die Photonen durch mehr als 400 Meter Glasfaserkabel geschickt, um eine digitale Zahlungstransaktion zwischen Parteien in verschiedenen Gebäuden erfolgreich abzuschließen.

Wenn der böswillige Akteur einen feindlichen Angriff auf eine solche Transaktion versucht, bricht der Quantenzustand der Photonen aufgrund der Messung zusammen und das System erzeugt ein neues Photonenpaar, das mit einer neuen, nicht fälschbaren Chiffre verschränkt ist.

Obwohl dies einen Durchbruch in der Quantenkommunikation für digitale Zahlungen darstellen könnte, gibt es einen kleinen Vorbehalt: Derzeit sagen Forscher, dass eine einfache digitale Zahlung mit dieser Methode „Dutzende Minuten“ dauert.

Diese Einschränkung dürfte jedoch nur vorübergehender Natur sein, da die Forscher darauf bestehen, dass es sich hierbei nicht um einen harten Stopp aufgrund physikalischer Gesetze handelt, sondern nur um eine geringfügige technologische Einschränkung, die durch hochintensive Photonen gelöst werden kann.

„Tatsächlich wurden bereits hellere Quellen verschränkter Photonenpaare nachgewiesen, die die Übertragungszeit eines Quantencodes auf weniger als eine Sekunde reduzieren können“, schreiben die Autoren.