Direct Quantum Secure Communication (QSDC) ist eine Technologie, die Quantenverschränkung als Mittel nutzt
Die wichtigsten Einschränkungen dieser Technologie bleiben besteheneine erhebliche Anzahl von Fehlern bei der Datenübertragung, niedrige Geschwindigkeit und eine begrenzte Entfernung, über die Nachrichten gesendet werden können. In ihrer neuen Arbeit haben Forscher der Tsinghua-Universität in China ein neues Protokoll für QSDC entwickelt, das Photonenzustands-Zeitkodierung für die Signalüberwachung und Quantenzustände für echte Nachrichten kombiniert.
Die Forscher glauben, dass dieser Ansatz helfen wirdSchutz vor Quantenfehlern und Polarisation des Lichts. Sie glauben auch, dass das neue Protokoll Systeme zuverlässiger macht, was wiederum zu niedrigeren Fehlerraten führt. Und dies ermöglicht es Ihnen, die Entfernung zu erhöhen, an die Nachrichten gesendet werden können.
Um das Protokoll zu testen, ForscherSie haben eine laserbasierte Anlage mit einer Wiederholrate von 50 MHz zusammengestellt, die, wie die Autoren der Arbeit anmerken, problemlos auf 1 GHz aufgerüstet werden kann. Der Einsatz der Anlage ermöglichte die Übertragung von Informationen über eine Entfernung von etwa 102,2 km (der bisherige Rekord lag bei 18 km). Wissenschaftler betonen, dass das von ihnen geschaffene System die Geheimhaltung deutlich erhöht hat, indem es eine extrem niedrige Quantenbitfehlerrate (weniger als 0,1 %) erreicht hat, was eine Größenordnung unter der bei bestehenden Systemen liegt.
Versuchsaufbau.FPGA – Field Programmable Gate Array, ATT – Attenuator, PC – Polarisation Controller, ILP – Fiber Optic Polarizer, CIR – Optical Circulator, PBS – Polarizing Beam Splitter, FC – 90:10 Split Optical Coupler, PMFC – Saving Optical Coupler Polarization, PM - Phasenmodulator, IM - Intensitätsmodulator mit einem Dämpfungskoeffizienten von 45,1 dB, ISO - Isolator, FR - Faraday-Rotator mit einem Drehwinkel von 90 °, SPD - Einzelphotonendetektor basierend auf supraleitenden Nanodrähten mit einer Detektionseffizienz von mehr als 85 %, Frequenz Dunkelzählung 50 Hz und Nachstellzeit 15 ns. Quelle: Haoran Zhang et al., Licht: Wissenschaft und Anwendungen
Die wesentliche Einschränkung des neuen Systems bleibt wieDie Forscher stellen fest, dass die niedrige Datenübertragungsrate nur 0,54 Bit/s beträgt. Die Autoren des Werkes glauben jedoch, dass dies ausreicht, um eine verschlüsselte Nachricht oder einen Telefonanruf zu versenden.
Wissenschaftler glauben, dass die Fähigkeit zur ÜbertragungSichere Daten über 100 km ermöglicht es Ihnen, Langstreckennetzwerke mit dem neuen QSDC-Protokoll basierend auf unseren bestehenden Technologien aufzubauen. Ein sicherer Austausch, so die Autoren, wird in der Lage sein, einige der anfälligsten Segmente des Internets zu ersetzen, um sensible Daten vor Hackern zu schützen.
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