„Beam me up“: Die erste Quantendrohne der Nation bietet unübertroffene Sicherheit – sUAS Information


Gehackte Financial institution- und Twitter-Konten, böswillige Stromausfälle und Versuche, Krankenakten zu manipulieren, bedrohen die Sicherheit der Gesundheit, des Geldes, der Energie, der Gesellschaft und der Infrastruktur der Nation. Eine hochmoderne Teleportationstechnologie nutzt die Naturgesetze – nämlich die Quantenphysik – und bringt die Cybersicherheit mit winzigen Lichtpartikeln oder „Strahlen“ in neue, „unhackbare“ Höhen.

Florida Atlantic University‘s Warner A. MillerPh.D., in Zusammenarbeit mit Qubitekk und L3Harrisleitet die Bemühungen der Vereinigten Staaten, das erste drohnenbasierte, cell Quantennetzwerk bereitzustellen, das nahtlos um Gebäude, schlechtes Wetter und Gelände manövriert und sich schnell an sich ändernde Umgebungen wie Kriegsführung anpasst.

Zusammen mit Qubitekk, einem preisgekrönten führenden Unternehmen in der Herstellung verschränkter Photonenquellen und anderer {Hardware} zur Vernetzung von Quantenprozessoren und -sensoren, wurde die FAU vom US-Büro des Verteidigungsministeriums mit der Entwicklung des Projekts beauftragt.

Das Netzwerk umfasst eine Bodenstation, Drohnen, Laser und Glasfasern, um quantengesicherte Informationen auszutauschen. Die heutigen Telekommunikationsnetze verwenden Glasfasern, die durch Laserstrahlen vom Boden und zwischen Flugzeugen und Satelliten verbunden sind – sogenannte optische Glasfaser- und Freiraumnetze. Drohnen werden eingesetzt, um Leben zu retten, Infrastruktur zu sichern, der Umwelt zu helfen und feindliche militärische Vorstöße wie den Krieg zwischen Russland und der Ukraine zu vereiteln.

„Die Kombination von Quantenkommunikation und unbemannten Flugsystemen oder UAS in diesem Projekt stellt einen wichtigen Fortschritt in den Bemühungen der Air Drive dar, feldfähige Quantensysteme für den Kriegsjäger zu schaffen“, sagte A. Matthew Smith, Ph.D., ein leitender Forschungsphysiker bei die Informationsdirektion des Air Drive Analysis Laboratory (AFRL). „Darüber hinaus stellt das Potenzial der sicheren Kommunikation von einem tragbaren Quantenkommunikations-UAS in umkämpften Umgebungen wichtige zukünftige Fähigkeiten für die Luftwaffe dar.“

Miller ist Professor für Physik in der FAU Charles E. Schmidt College of Science und ein pensionierter Oberstleutnant der US Air Drive, der 28 Jahre lang ehrenvoll diente und eine Meritorious Service Medal mit Oak Leaf Cluster erhielt. Er spielte eine entscheidende Rolle bei der Erlangung eines 1,5-Millionen-Greenback-Bundesstipendiums der Part II für Technologietransfer für kleine Unternehmen (STTR), das Qubitekk gewährt wurde. Miller arbeitet auch mit L3Harris zusammen, einem agilen globalen Innovator für Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungstechnologie, der seit 2019 an dem Projekt beteiligt ist.

Das Workforce arbeitet mit der US Air Drive zusammen, um das Fachwissen der Wissenschaft, einschließlich der College of Illinois Urbana-Champaign, der Regierung und der Industrie mit dem zukünftigen Potenzial zu kombinieren, das Projekt für größere Anwendungen mit größeren Luftplattformen sowie anderen Boden- und maritime Plattformen.

„Die Auftragsvergabe stellt eine neue Stufe in der Entwicklung zweier Technologien dar. Für Quanten ist dies ein wichtiger Schritt in Richtung der Schaffung von hacksicheren Quantenkommunikationsnetzwerken, die schließlich den Globus umspannen werden, auch im Weltraum. Für Drohnen und UAVs ist dies ein weiterer Meilenstein in ihrer Entwicklung als Arbeitspferde der Air Drive für eine Vielzahl von Missionen und Fähigkeiten“, sagte Arthur Herman, Ph.D., Senior Fellow und Direktor der Quantum Alliance Initiative am Hudson Institute and einer der landesweit führenden Quantenexperten in Verteidigungs-, Energie- und Technologiefragen.

Die Quantenverteilung bietet eine sichere Kommunikationsmethode zum Austausch von Informationen zwischen gemeinsam genutzten Parteien auf eine Weise, die Sicherheit garantiert. Dieses Phänomen beinhaltet ein Paar Lichtteilchen oder Photonen, die so erzeugt werden, dass die einzelnen Quantenzustände von jedem unbestimmt, aber so korreliert sind, dass die Messung des einen augenblicklich das Ergebnis der Messung des anderen bestimmt, selbst wenn sie es sind großen Abstand voneinander. Dieses Phänomen wurde von Albert Einstein als „Spooky Motion at a Distance“ bezeichnet. Einstein bemerkte, dass die Quantenmechanik es zwei Objekten ermöglichen sollte, das Verhalten des anderen über große Entfernungen hinweg sofort zu beeinflussen, als ob die beiden durch einen mysteriösen Kommunikationskanal verbunden wären.

Der Beitrag der FAU zum Projekt und die Beteiligung der Studenten an der Technologie ist vergleichbar mit dem Einfädeln des Öhrs einer feinen Nadel unter Verwendung von Glasfasern und der gemeinsamen Ausbreitung von Wellenlängen, die einen nahen Infrarot- oder unsichtbaren Strahl auf Einzelphotonenebene enthalten. Die verschränkten Einzelphotonenquellen werden hergestellt, indem ein Laser auf spezielle nichtlineare Kristalle fokussiert und dann der resultierende „Down-Conversion“-Photonenstrahl verarbeitet wird. Das optische Ausrichtungssystem verwendet Spiegel, die sich neigen, um die Photonen direkt dorthin zu lenken, wo sie hin müssen. Die einzelnen Photonen reisen eines nach dem anderen von der Quelldrohne zu einer anderen, um sicher zu kommunizieren.

„Im Krieg würden diese Drohnen zum Beispiel einmalige Kryptoschlüssel bereitstellen, um wichtige Informationen auszutauschen, die Spione und Feinde nicht abfangen könnten“, sagte Miller. „Quantum schützt unsere Informationen mithilfe der Naturgesetze und nicht nur durch einen ausgeklügelten, von Menschenhand geschaffenen Code. Einer unserer Mitarbeiter sagte treffend: ‚Wer auch immer das Quantenrennen gewinnt, wird den Krieg gewinnen.’“

Schließlich plant Miller, Quantenspeicher in die Drohnen einzubauen, damit sie Fehlerkorrekturen durchführen, Informationen weiterleiten und speichern können.

„Wir kratzen nur an der Oberfläche von etwas, das sich in vielen verschiedenen Anwendungen ausbreiten wird“, sagte Miller. „Diese Technologie wird nicht nur in Drohnen oder Robotern zum Einsatz kommen. Letztendlich werden wir diese sichere Kommunikationstechnologie auf Gebäuden und Satelliten haben, die eine optische Verbindung im freien Weltraum zwischen ihnen eröffnen wird. Die einzige Grenze ist Ihre Vorstellungskraft.“

Über : Die 1961 gegründete Florida Atlantic College öffnete 1964 offiziell ihre Pforten als fünfte öffentliche Universität in Florida. Heute betreut die Universität mehr als 30.000 Studenten und Doktoranden an sechs Standorten entlang der Südostküste Floridas. In den letzten Jahren hat die Universität ihre Forschungsausgaben verdoppelt und ihre Konkurrenten bei den Leistungsquoten der Studierenden übertroffen. Durch die Koexistenz von Zugang und Exzellenz verkörpert die FAU ein innovatives Modell, bei dem traditionelle Leistungslücken verschwinden. Die FAU ist eine spanischsprachige Establishment, die von US Information & World Report als eine der besten öffentlichen Universitäten und von der Carnegie Basis for the Development of Educating als Establishment mit hoher Forschungsaktivität eingestuft wird. Für weitere Informationen besuchen Sie www.fau.edu.

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