La comunicación segura cuántica directa (QSDC) es una tecnología que utiliza el entrelazamiento cuántico como medio.
Las limitaciones clave de esta tecnología siguen siendoun número significativo de errores en la transmisión de datos, baja velocidad y una distancia limitada en la que se pueden enviar mensajes. En su nuevo trabajo, los investigadores de la Universidad de Tsinghua en China han desarrollado un nuevo protocolo para QSDC que combina la codificación de tiempo de estado de fotones para monitorear señales y estados cuánticos para mensajes reales.
Los investigadores creen que este enfoque ayudaráproteger contra errores cuánticos y polarización de la luz. También creen que el nuevo protocolo hace que los sistemas sean más confiables, lo que a su vez conduce a tasas de error más bajas. Y esto te permite aumentar la distancia a la que se pueden enviar los mensajes.
Para probar el protocolo, los investigadoresMontaron una instalación basada en láser con una frecuencia de repetición de 50 MHz que, como señalan los autores del trabajo, se puede actualizar fácilmente a 1 GHz. El uso de la instalación ayudó a transmitir información a una distancia de aproximadamente 102,2 km (el récord anterior era de 18 km). Los científicos enfatizan que el sistema que crearon aumentó significativamente el secreto al lograr una tasa de error de bits cuánticos ultrabaja (menos del 0,1%), que es un orden de magnitud menor que la de los sistemas existentes.
Configuración experimental.FPGA - Matriz de puerta programable en campo, ATT - Atenuador, PC - Controlador de polarización, ILP - Polarizador de fibra óptica, CIR - Circulador óptico, PBS - Divisor de haz de polarización, FC - Acoplador óptico dividido 90:10, PMFC - Polarización del acoplador óptico de ahorro, PM - modulador de fase, IM - modulador de intensidad con un coeficiente de atenuación de 45,1 dB, ISO - aislante, FR - rotador de Faraday con un ángulo de rotación de 90 °, SPD - detector de fotón único basado en nanocables superconductores con una eficiencia de detección de más de 85 %, frecuencia dark count 50 Hz y tiempo de reset 15 ns. Fuente: Haoran Zhang et al., Luz: ciencia y aplicaciones
La limitación clave del nuevo sistema sigue siendo cómoLos investigadores señalan que la baja velocidad de transferencia de datos es de sólo 0,54 bit/s. Sin embargo, los autores del trabajo creen que esto es suficiente para enviar un mensaje cifrado o una llamada telefónica.
Los científicos creen que la capacidad de transmitirLos datos seguros de más de 100 km le permiten crear redes de larga distancia utilizando el nuevo protocolo QSDC basado en nuestras tecnologías existentes. Un intercambio seguro, según los autores, podrá reemplazar algunos de los segmentos más vulnerables de Internet para proteger los datos confidenciales de los piratas informáticos.
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