De droom van een volledig veilig, niet te hacken en absoluut privé digitaal betalingssysteem kan binnenkort werkelijkheid worden dankzij nieuw onderzoek van de Universiteit van Wenen. In een op 4 juli gepubliceerd artikel met de titel “Demonstration of quantum-digital payments” toonde een team van onderzoekers van het Vienna Center for Quantum Science and Technology wat mogelijk het eerste “onvoorwaardelijk veilige” digitale transactiesysteem op basis van kwantum-mechanica is.
Om dit te bereiken, versleutelden de onderzoekers een betalingstransactie met behulp van een paar gekwantiseerde verstrengelde fotonen. Door deze verstrengeling, waarbij elke verandering in de toestand van de ene foton exact wordt weerspiegeld in de andere foton, zelfs als ze gescheiden zijn door afstand, konden de onderzoekers ervoor zorgen dat elke poging om de transactie te wijzigen wordt gedwarsboomd door de aard van de kwantum-mechanica zelf. Volgens het artikel van de onderzoekers:
“We laten zien hoe kwantumlicht dagelijkse digitale betalingen veilig kan stellen door inherent onvervalsbare kwantum-cryptogrammen te genereren.”
Een van de meest nuttige kenmerken van kwantum-verstrengeling is het feit dat we niet kunnen weten in welke toestand een verstrengeld object zich bevindt totdat we het meten. Een eenvoudige manier om kwantum-mechanica en metingen te begrijpen, is door je voor te stellen dat je een munt opgooit, deze opvangt en bedekt met je hand voordat jij of iemand anders kan zien aan welke kant hij is geland. Totdat je je hand weghaalt, kan het zowel kop als munt zijn met gelijke waarschijnlijkheid. Zodra het gemeten is, stort de onzekerheid in en heb je een meting.
Wetenschappers kunnen hier gebruik van maken door gebruik te maken van verstrengelde objecten, zoals fotonen, om gelijkheid te waarborgen en informatie te verzenden die niet kan worden gewijzigd of onderschept.
Daarom genereerden de onderzoekers verstrengelde fotonen met behulp van een laserproces en codeerden ze deze met transactie-informatie. De fotonen werden vervolgens via meer dan 400 meter glasvezelkabels gestuurd om met succes een digitale betalingstransactie tussen partijen in verschillende gebouwen te voltooien.
Als een kwaadwillende actor een aanval op zo’n transactie zou proberen uit te voeren, zou de kwantum-toestand van de fotonen instorten door meting, en het systeem zou een nieuw paar verstrengelde fotonen genereren met een nieuw, onvervalsbaar cryptogram.
Hoewel dit een doorbraak zou kunnen betekenen in de kwantum-communicatie voor digitale betalingen, is er één klein voorbehoud: op dit moment duurt het volgens de onderzoekers “tientallen minuten” om een eenvoudige digitale betaling te voltooien met behulp van deze methode.
Deze beperking kan echter slechts tijdelijk zijn, aangezien de onderzoekers erop staan dat dit geen harde grens is vanwege de natuurwetten, maar slechts een kleine technologische beperking – een die mogelijk kan worden opgelost door fotonen met een hogere intensiteit.
“Inderdaad, helderdere bronnen van verstrengelde fotonen zijn al gedemonstreerd, wat de transmissietijd van het kwantum-token tot minder dan een seconde zou kunnen verkorten,” schreven de auteurs.
