Przełomowe odkrycie Polaków. Stworzyli kwantowy generator liczb losowych

Naukowcy z Instytutu Optoelektroniki Wojskowej Akademii Technicznej (WAT) zbudowali kwantowy sprzętowy generator liczb losowych. Urządzenie pozwoli opracować nowe rozwiązania kryptograficzne dla wojska oraz odbiorców cywilnych, takich jak banki czy centra danych.

Kwantowy sprzętowy generator liczb losowych to specjalne urządzenie, które wykorzystuje zjawiska kwantowe do wytwarzania liczb losowych. W odróżnieniu od standardowych (niekwantowych) generatorów liczb losowych, mówimy o tzw. prawdziwym generatorze liczba losowych, gdzie wynik jest całkowicie nieprzewidywalny i niewrażliwy na zmiany środowiskowe.

Urządzenie zaprojektowane przez polskich naukowców powstało w ramach projektu "Technologie optyczne kryptologii kwantowej do ochrony danych w sieciach teleinformatycznych" realizowanego przez Wojskową Akademię Techniczną w konsorcjum z TELDAT i NASK Państwowym Instytutem Badawczym. Przełomowe odkrycie, które skupia zainteresowanie wojska, zostało opisane na stronie internetowej uczelni.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Polacy wykorzystali zjawiska kwantowe, a pełna losowość wyniku otrzymywana jest poprzez losowy wybór drogi przez foton w sprzęgaczu światłowodowym.

Urządzenie generuje impuls laserowy, który zostaje stłumiony do poziomu energii poniżej pojedynczego fotonu za pomocą regulowanego tłumika. Pojedynczy foton w sposób losowy obiera drogę w sprzęgaczu światłowodowym, a jego detekcją zajmują się bardzo czułe detektory na wyjściach sprzęgacza. Bity 0 lub 1 generowane są na podstawie pomiarów detektorów.

"Technologie kwantowe rozwijane są od kilkudziesięciu lat, ale obecnie, na naszych oczach, widać ich znaczący postęp. Dotyczy to chociażby osiągnięcia supremacji kwantowej przez niektóre technologie komputerów kwantowych czy też pojawienia się w ofercie komercyjnej rozwiązań z zakresu łączności kwantowej. Rozwiązanie, które opracowaliśmy, jest niezależne i w pełni autorskie. Ma m.in. własne oprogramowanie, zaprojektowaną i wykonaną od podstaw elektronikę czy zaprogramowany procesor FPGA." – podkreśla płk Marek Życzkowski, kierownik projektu.

"Ta innowacyjność i niezależność w zastosowaniach wojskowych, i nie tylko, jest niezwykle ważna – w przypadku naszego generatora założenia te są zrealizowane w stu procentach. Nie jest to produkt, z uwagi na bezpieczeństwo użycia, nieznajomy, a wręcz przeciwnie – w całkowitym stopniu niezależny od jakiegokolwiek udziału trzeciej strony. Opracowanie autorskiego narzędzia do zastosowań kryptologicznych na potrzeby wojska było jedną z naszych głównych motywacji" – dodaje płk Marek Życzkowski.

Opracowane urządzenie jest kluczową częścią dużego projektu dotyczącego technologii kwantowych związanych z dystrybucją klucza kwantowego. Zastosowanie generatora pozwoli uniezależnić się od algorytmów i znacznie poprawi jakość rozwiązań końcowych – w tym przypadku systemów do dystrybucji klucza kwantowego.

Technologia może być używana w wojskowych rozwiązaniach kryptograficznych, ale też wszystkich innych podmiotach, gdzie liczy się bezpieczeństwo danych cyfrowych - mowa tutaj głównie o bankach, centrach danych, czy sektorze finansowym.