Möjligheten att säkert överföra information över internet är extremt viktig, men för det mesta, avlyssnare kan fortfarande i allmänhet avgöra vem avsändaren och mottagaren är. I vissa mycket konfidentiella situationer, det är viktigt att avsändarens och mottagarens identitet förblir anonym.

Under de senaste decennierna har forskare har utvecklat protokoll för anonym överföring av meddelanden över klassiska nätverk, men liknande protokoll för kvantnätverk är fortfarande i mycket tidigare utvecklingsstadier. De anonymitetsmetoder som hittills har föreslagits för kvantnät står inför utmaningar som implementeringssvårigheter eller kräver att starka antaganden görs om resurserna, vilket gör dem opraktiska för användning i den verkliga världen.

I ett nytt papper, Anupama Unnikrishnan, Ian MacFarlane, Richard Yi, Eleni Diamanti, Damian Markham, och Iordanis Kerenidis, från University of Oxford, MIT, Sorbonne universitet, universitetet i Paris och CNRS, har föreslagit det första praktiska protokollet för anonym kommunikation i kvantnätverk.

"Vårt protokoll för anonym anonym kvantkommunikation närmare att faktiskt demonstreras i labbet, "Berättade Unnikrishnan Phys.org . "Vi kan garantera anonymitet i det mest paranoida scenariot:utan att behöva lita på ärligheten eller beräkningskraften hos spelare i nätverket, eller till och med den trassel de delar. "

Det nya protokollet fungerar på följande sätt. Att börja, spelaren som vill skicka ett meddelande anonymt meddelar mottagaren. Sedan, i varje omgång av protokollet, en otillförlitlig källa skapar ett intrasslat kvanttillstånd som kallas tillståndet Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ), och fördelar det mellan spelarna.

Spelarna har sedan två alternativ:De kan antingen kontrollera om staten faktiskt är GHZ -tillståndet genom att köra ett verifieringstest, eller så kan de använda staten för anonym kvantkommunikation. För det mesta, spelarna testar staten. Om ett test misslyckas, som indikerar en möjlig överträdelse, spelarna stoppar protokollet. På det här sättet, en felaktig källa kommer sannolikt att fastna.

Om spelarna valde att använda staten för anonym kommunikation, de utför vissa operationer och mätningar från sin del av GHZ -tillståndet för att skapa "anonym förvirring" mellan avsändare och mottagare, så att de nu är anslutna med en anonym kvantkanal. Med denna kanal, avsändaren kan sedan använda kvantteleportation för att anonymt skicka ett kvantmeddelande till mottagaren.

Protokollets förmåga att uppnå perfekt anonymitet beror på att spelarna utför perfekta handlingar och delar ett perfekt GHZ -tillstånd. Forskarna visade att även i realistiska nätverk med brister, spelarna kan fortfarande kommunicera nära anonymt - inom en säkerhetsparameter epsilon, vilket fick dem att kalla sin metod för ett "epsilon-anonymt protokoll".

I framtiden, möjligheten att anonymt överföra meddelanden kommer att vara avgörande för många av de potentiella tillämpningarna av ett framtida kvantinternet. Dock, mycket mer arbete måste göras under tiden.

"Vi undersöker den experimentella demonstrationen av protokollet i vårt labb och parallellt med uppfattningen av ytterligare protokoll som kan berika verktygslådan för applikationer som erbjuds av kvantnätverk, "Sa Diamanti.

© 2019 Science X Network