Một liên kết lượng tử giữa hai hạt là nền tảng của nhiều kỹ thuật bảo mật, bao gồm cả việc xác minh vị trí của một người.
Kỹ thuật xác minh vị trí lượng tử dựa trên khái niệm vướng mắc lượng tử , trong đó số phận của hai hạt ở xa nhau có mối liên hệ chặt chẽ. Trong tương lai, kỹ thuật này có thể hữu ích để ngăn chặn một số loại tấn công lừa đảo (phishing) hoặc để hạn chế người dùng nào có thể truy cập vào các tài nguyên nhất định. (Ví dụ, quyền truy cập vào cơ sở hạ tầng vũ khí hạt nhân nhạy cảm có thể bị hạn chế đối với những người ở trong một tòa nhà chính phủ được bảo mật.) Phương pháp này có thể là một phần của mạng internet lượng tử trong tương lai , một ngày nào đó có thể cung cấp nhiều loại hình liên lạc siêu bảo mật.
Cách thức hoạt động như sau: Hai người, được gọi là người xác minh, mỗi người muốn xác nhận rằng người thứ ba, được gọi là người chứng minh, đang ở một vị trí nhất định. Hai người xác minh, đứng ở hai phía đối diện với vị trí được cho là của người chứng minh, mỗi người gửi một số ngẫu nhiên cho người chứng minh, và người chứng minh sẽ sử dụng số này để xác định bước tiếp theo của mình. Trong khi đó, một trong hai người xác minh tạo ra một cặp photon vướng víu, hay các hạt ánh sáng. Người xác minh giữ lại một photon và gửi photon còn lại cho người chứng minh.
Bên chứng minh và bên xác minh đo các photon của họ đồng thời. Cụ thể, họ đo độ phân cực, hướng dao động của sóng điện từ của các photon. Các số ngẫu nhiên cho bên chứng minh biết cần sử dụng thiết lập đo nào để xác định độ phân cực của photon. Bên chứng minh gửi kết quả đo của họ trở lại cho bên xác minh.
Sau đó, những người kiểm chứng sẽ so sánh kết quả của người chứng minh với kết quả đo photon khác. Sau nhiều lần lặp lại quy trình đo photon này, các kết quả sẽ có mối liên hệ chặt chẽ, hay tương quan cao. Nếu một kẻ mạo danh tinh ranh chặn được photon từ một vị trí khác, kết quả đo sẽ không có mối tương quan mạnh như mong đợi, do những hạn chế bởi tốc độ ánh sáng và những đặc điểm kỳ lạ của phép đo lượng tử. Những người kiểm chứng sẽ biết rằng có điều gì đó không ổn.
Tại Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) ở Boulder, Colorado, các nhà khoa học đã tạo ra hai trạm kiểm chứng, cách nhau khoảng 200 mét và được kết nối bằng cáp quang với một máy kiểm chứng ở giữa. Phương pháp này đã xác định thành công vị trí của máy kiểm chứng , Gookin, thuộc NIST, và các đồng nghiệp đã báo cáo trong một bài báo được gửi lên arXiv.org vào ngày 23 tháng 1.
Cơ sở của kỹ thuật này gọi là phép thử Bell không có kẽ hở, một phương pháp gửi và đo các hạt lượng tử chứng minh rằng những điều kỳ lạ của vật lý lượng tử không thể được giải thích bằng lý thuyết cổ điển. Đó là bởi vì sự tương quan giữa các cặp photon mạnh hơn bất kỳ lý thuyết cổ điển nào có thể giải thích được.
Gookin cho biết, vì kỹ thuật này kết nối một địa điểm vật lý thực tế với thông tin mà các bên trao đổi, nên nó có thể là nền tảng cho các kỹ thuật liên lạc an toàn khác trong tương lai. "Đây là lần đầu tiên chúng ta có thể liên kết một cách cụ thể vị trí của ai đó với thông tin của họ." |