Quantum Imaging Technique förebådar att det inte går att störa flygplan

Att störa radarsignaler är en allt mer sofistikerad affär. Det finns olika tekniker som att dränka radarfrekvensen med brus eller tappa agnar för att skapa en falsk reflektion. Men de mest avancerade radarsystemen kan komma runt dessa knep.

Så en mer sofistikerad idé är att fånga upp radarsignalen och modifiera den på ett sätt som ger falsk information om målet innan det skickas tillbaka. Det är mycket svårare att överlista.

Men idag visar Mehul Malik och kompisar vid University of Rochester i delstaten New York ett sätt att göra det.

Dessa killar baserar sin teknik på fotonernas kvantegenskaper och i synnerhet på det faktum att varje försök att mäta en foton alltid förstör dess kvantegenskaper.

Så deras idé är att använda polariserade fotoner för att upptäcka och avbilda objekt. Reflekterade fotoner kan givetvis användas för att bygga upp en bild av objektet. Men en motståndare kan fånga upp dessa fotoner och skicka dem igen på ett sätt som döljer objektets form eller får det att se ut som om det är någon annanstans.

En sådan process skulle dock alltid förändra fotonernas kvantegenskaper, såsom deras polarisering. Så det borde alltid vara möjligt att upptäcka sådana störningar. För att störa vårt avbildningssystem måste objektet störa det känsliga kvanttillståndet hos de avbildande fotonerna och på så sätt introducera statistiska fel som avslöjar dess aktivitet, säger Malik och co.

Det är mer eller mindre exakt hur kvantnyckeldistribution för kryptografi fungerar. Tanken här är att vilken som helst avlyssnare skulle ändra nyckelns kvantegenskaper och på så sätt avslöja sin närvaro. Den enda skillnaden i kvantavbildningsscenariot är att meddelandet skickas och tas emot av samma person.

Malik och co har testat sin idé genom att studsa fotoner från ett flygplansformat mål och mäta polarisationsfelfrekvensen i retursignalen. Utan någon avlyssning avbildade systemet enkelt flygplanet.

Men när en motståndare snappade upp fotonerna och modifierade dem för att skicka tillbaka en bild av en fågel, var störningen lätt att upptäcka, säger Malik och co.

Det är en imponerande demonstration av det första bildbehandlingssystemet som inte kan störas tack vare kvantmekaniken.

Därmed inte sagt att tekniken är perfekt. Det lider av samma begränsningar som plågar tidiga kvantkryptografiska system, som är teoretiskt säkra men knäckbara i praktiken.

Till exempel, istället för att skicka enstaka fotoner, skickar kvantavbildningssystemet fotonpulser som innehåller flera fotoner. En eller flera av dessa kan lätt sugas bort och analyseras av en motståndare utan att någon annan är klokare.

Det finns dock ett allt bredare utbud av korrigeringar för dessa problem för distribution av kvantnyckel som kan bidra till att göra detta kvantavbildningssystem säkrare.

Kanske bäst av allt, den här typen av system skulle lätt kunna sättas igång nu. Teknikerna är välkända och används ofta i optiklabb över hela världen. Så det finns ingen anledning, denna säkerhet kan inte läggas till relativt snabbt och billigt till befintliga bildsystem.

Intressanta grejer!

Ref: arxiv.org/abs/1212.2605 : Quantum-Secured Imaging

Dölj