Informationssäkerhet på en helt ny nivå

De senaste forskningsresultaten inom kvantteknologi öppnar stora möjligheter inom många teknikområden. Ett är informationssäkerhet där det hittills varit en kamp mellan säkerhetsspecialister och kodknäckare om vem som är mest briljant. Med de nya kvantmekaniska verktygen kan kryptografi i stället utgå från naturens lagar och därmed sätta en ny standard för informationssäkerhet.

Kvantmekaniken är den dominerande teorin för naturens minsta beståndsdelar. Teorins utmärkande drag är att fysiken för de minsta partiklarna, beståndsdelarna, följer helt andra lagar än vår vanliga erfarenhet av världen.
– Det är främst tre saker som utmärker kvantpartiklar. Till att börja med är det slumpen som styr deras reaktioner, sedan kan deras tillstånd förändras genom våra observationer och slutligen kan de ha flera motsatta egenskaper samtidigt, förklarar Armin Tavakoli, biträdande universitetslektor vid matematisk fysik på Lunds universitet.
Hans forskning fokuserar på hur kvantteknologin kan förbättra informationssäkerheten i samhället. Där används bland annat fenomenet att kvantpartiklars tillstånd förändras vid observation.
– Om två parter vill etablera nycklar som de kan använda för säker kommunikation måste de på något vis skicka nycklarna mellan sig. Om denna information är lagrad i en kvantpartikel kan en hackare inte läsa av den utan att användarna kan se intrånget. Detta sker eftersom själva utläsningen av kvantinformationen ofrånkomligen förvrider den. Mottagaren ser det och vet då att den kodnyckeln är avslöjad och förkastar den. På det sättet används bara sådana kodnycklar som är helt intakta från sändaren till mottagaren, vilket utgör den nya kvantkryptografin.

Den andra kvantrevolutionen
Kvantteknologin har varit känd länge men det är först på senare tid som forskarna kommit så långt att de kan kontrollera och manipulera kvantpartiklar så de kan utföra olika uppgifter.
– Att vi nu kan styra dem har gett oss möjligheter att använda deras beteenden för en helt ny generation av samhällsnyttiga teknologier, man talar om den ”andra kvantrevolutionen”. Vanligen baseras kvantteknologier på kvantbitar (qubits) men forskarna har identifierat mer komplexa kvantsystem, så kallade högdimensionella system, som inte bara har två utan flera motsatta egenskaper samtidigt. De tros möjliggöra mer effektiv kvantkryptografi.