Tjuvlyssnare göre sig icke besvär

Med naturlagarna som främsta beskyddare är kvantkryptot omöjligt att knäcka.

– Så fort du försöker läsa av information från ett kvantsystem stör du systemet. Det finns inget sätt att tjuvlyssna utan att någon märker det, säger Anders Karlsson, professor i kvantfotonik vid Kungl Tekniska Högskolan i Stockholm.

Det är den tyske fysikern Werner Heisenbergs obestämbarhetsprincip som ligger till grund för den ultimata krypteringen. Obestämbarhetsprincipen säger, enkelt uttryckt, att det är omöjligt att observera ett system av kvantstorlek utan att påverka det.

För att avkryptera ett hemligt meddelande krävs en nyckel. I kvantkryptering överförs denna nyckel med polariserade fotoner. Fotoner är partiklar som bär ljus, och varje foton kan vara polariserad i fyra olika riktningar. På så vis går det att bygga upp nyckeln av ett språk med fyra ”bokstäver”. Eftersom det här är ett litet kvantsystem lyder det under Heisenbergs obestämbarhetsprincip. Om någon skulle få för sig att tjuvlyssna, ändras fotonernas polarisation. Avsändaren och mottagaren upptäcker detta som ett brus i systemet och skickar informationen på nytt, nu krypterad på ett annorlunda vis, och tjuvlyssnaren får bara ut nonsensinformation.

– Det är som det var förr i tiden då militären hade en kurir på motorcykel som bar den hemliga informationen i en låst väska, säger Anders Karlsson.

– I kvantkryptot är det fysikens lagar som visar om den låsta väskan har blivit öppnad – ett fingeravtryck lämnas som avslöjar att någon har varit inne och tjuvtittat.

Ett schweiziskt och ett amerikanskt företag har tillkännagivit att de ska komma ut med var sin kommersiell kvantkrypteringsmaskin redan i år. Deras modeller bygger på att en krypteringsnyckel byggs upp genom att en kodad foton skickas i väg åt gången. Problemet är att fotonerna inte kan färdas så långa sträckor eftersom de absorberas på vägen. Det längsta avstånd som man har lyckats skicka en kvantkrypterad nyckel är ungefär 10 mil.

För att komma runt detta har forskare i Belgien och Frankrike nu för första gången lyckats konstruera en kvantkrypteringsmaskin som skickar i väg en puls av hundratals fotoner i stället för en och en. De presenterade nyligen sina resultat i Nature.

– Kanske innebär detta att de nya systemen kan göras snabbare än de som bygger på enstaka fotoner. Ännu vet vi inte vilket system som är bäst, men en sak är klar: kvantkryptot har tagit ännu ett steg mot praktisk användning, säger Anders Karlsson.