Vědci přenesli data na rekordních 102 km pomocí zabezpečené kvantové komunikace

Direct Secure Quantum Communication (QSDC) je technologie, která využívá kvantové provázání jako prostředek

Ochrana dat přenášených po nezabezpečených komunikačních linkách.Kvantová distribuce klíčů, ve které se kvantové efekty používají pouze k přenosu šifrovacího klíče, v QSDC se kvantové provázání aplikuje na všechna přenášená data.Hi-Tech vám o této technologii řekl více dříve.

Klíčová omezení této technologie zůstávajíznačný počet chyb při přenosu dat, nízká rychlost a omezená vzdálenost, na kterou lze zprávy posílat. Ve své nové práci výzkumníci z Tsinghua University v Číně vyvinuli nový protokol pro QSDC, který kombinuje časové kódování stavu fotonů pro monitorování signálu a kvantové stavy pro skutečné zprávy.

Vědci věří, že tento přístup pomůžechrání před kvantovými chybami a polarizací světla. Domnívají se také, že nový protokol činí systémy spolehlivějšími, což zase vede k nižší chybovosti. A to vám umožňuje zvětšit vzdálenost, na kterou lze zprávy posílat.

Aby vědci otestovali fungování protokolu, sestavili sestavu založenou na laseru s opakovací frekvencí 50 MHz, která, jak bylo uvedenoPoužití zařízení pomohlo přenášet informace na vzdálenost asi 102,2 km (předchozí rekord byl 18 km).Vědci zdůrazňují, že systém, který vytvořili, výrazně zvýšil utajení kvůlidosažení ultra nízké frekvence kvantových bitových chyb (méně než 0,1 %), což je řádově méně než u stávajících systémů. 

Experimentální nastavení.FPGA - Field Programmable Gate Array, ATT - Attenuator, PC - Polarization Controller, ILP - Fiber Optic Polarizer, CIR - Optical Circulator, PBS - Polarizing Beam Splitter, FC - 90:10 Split Optical Coupler, PMFC - Saving Optical Coupler polarization, PM - fázový modulátor, IM - modulátor intenzity s koeficientem útlumu 45,1 dB, ISO - izolátor, FR - Faradayův rotátor s úhlem natočení 90°, SPD - jednofotonový detektor na bázi supravodivých nanodrátů s účinností detekce více než 85 %, frekvence temnoty 50 Hz a doba resetu 15 ns. Zdroj: Haoran Zhang a kol., Světlo: Věda a aplikace

Klíčovým omezením nového systému podle výzkumníků zůstává nízká rychlost přenosu dat pouhých 0,54 bps.Autoři práce se však domnívají, že to stačí k odeslání šifrované zprávy nebo telefonního hovoru. 

Vědci se domnívají, že schopnost přenášetzabezpečená data nad 100 km vám umožní vytvářet sítě na dlouhé vzdálenosti pomocí nového protokolu QSDC založeného na našich stávajících technologiích. Bezpečná burza bude podle autorů schopna nahradit některé z nejzranitelnějších segmentů internetu, aby ochránila citlivá data před hackery.

Přečtěte si více

Není již standardní model fyziky relevantní? To hlavní o nové práci vědců na urychlovači

Vědci „vzkřísili“ starověký enzym, aby do roku 2050 nakrmil 9 miliard lidí

Nalezeny stopy nejsilnějšího zemětřesení v historii lidstva