Lumea a depășit limita cheii cuantice pentru prima dată

Lumea a depășit pentru prima dată limita cheii cuantice. Rata cheii sursei unice de fotoni a crescut cu 79%.

Distribuția cheilor cuantice(QKD) este o tehnologie de criptare bazată pe principii ale fizicii cuantice și prezintă un mare potențial în îmbunătățirea securității comunicațiilor. Această tehnologie transmite chei de criptare utilizând stările cuantice ale fotonilor sau ale altor particule. Deoarece aceste stări cuantice nu pot fi replicate sau măsurate fără a le schimba stările, crește considerabil dificultatea pentru părțile rău intenționate de a intercepta conținutul comunicării dintre cele două părți fără a fi detectate. Din cauza dificultății de a pregăti surse reale de un singur foton (SPS), majoritatea sistemelor de distribuție a cheilor cuantice (QKD) dezvoltate în prezent se bazează pe semnale atenuate...surse de luminăcare simulează fotoni singulari, cum ar fi impulsurile laser de intensitate redusă. Întrucât aceste impulsuri laser pot să nu conțină fotoni sau pot conține mai mulți fotoni, doar aproximativ 37% din impulsurile utilizate în sistem pot fi folosite pentru a genera chei de securitate. Cercetătorii chinezi au depășit recent cu succes limitele sistemului de distribuție a cheilor cuantice (QKD) propus anterior. Aceștia au utilizat surse autentice de fotoni singulari (SPS, adică sisteme capabile să emită fotoni individuali la cerere).

Scopul principal al cercetătorilor este de a construi un sistem fizic capabil să emită fotoni singulari de înaltă luminozitate la cerere, depășind astfel limitările fundamentale cu care se confruntau sursele de lumină slăbite utilizate în trecut pentru a construi sisteme de distribuție a cheilor cuantice (QKD). Speranța lor este că acest sistem poate îmbunătăți fiabilitatea și performanța tehnologiei de distribuție a cheilor cuantice (QKD), punând astfel bazele implementării sale viitoare în medii reale. În prezent, experimentul a obținut rezultate foarte promițătoare, deoarece s-a constatat că SPS-ul lor are o eficiență extrem de ridicată și crește semnificativ rata la care...Sistemul QKDgenerează chei de securitate. Per ansamblu, aceste descoperiri evidențiază potențialul sistemelor QKD bazate pe SPS, indicând faptul că performanța lor poate depăși semnificativ cea a sistemelor QKD bazate pe WCP. „Am demonstrat pentru prima dată că performanța QKD bazată pe SPS depășește limita de rată fundamentală a WCP”, au spus cercetătorii. În testul QKD pe teren al canalului urban în spațiu liber cu o pierdere de 14,6(1,1) dB, am obținut o rată de cheie securizată (SKR) de 1,08 × 10−3 biți pe impuls, care a fost cu 79% mai mare decât limita reală a sistemului QKD bazat pe lumină slab coerentă. Cu toate acestea, în prezent, pierderea maximă de canal a sistemului SPS-QKD este încă mai mică decât cea a sistemului WCP-QKD. Pierderea de canal mai mică observată de cercetători în sistemul lor de distribuție a cheilor cuantice (QKD) nu a provenit din sistemul în sine, ci a fost atribuită efectului rezidual multi-fotonic în protocolul fără momeală pe care îl rulau. Ca parte a cercetărilor viitoare, aceștia speră să îmbunătățească toleranța la pierderi a sistemului prin optimizarea suplimentară a performanței sursei de fotoni unici (SPS) din stratul inferior al sistemului sau prin introducerea unor stări de tip „momeală” în sistem. Se consideră că progresul tehnologic continuu va promova treptat dezvoltarea distribuției cheilor cuantice (QKD) către aplicații practice și generale.