Tiešā kvantu drošā saziņa (QSDC) ir tehnoloģija, kas kā līdzekli izmanto kvantu sapīšanās.
Šīs tehnoloģijas galvenie ierobežojumi paliekievērojams skaits kļūdu datu pārraidē, mazs ātrums un ierobežots attālums, kādā var nosūtīt ziņojumus. Savā jaunajā darbā Ķīnas Tsinghua universitātes pētnieki ir izstrādājuši jaunu QSDC protokolu, kas apvieno fotonu stāvokļa laika kodēšanu signālu uzraudzībai un kvantu stāvokļus reāliem ziņojumiem.
Pētnieki uzskata, ka šī pieeja palīdzēsaizsargāt pret kvantu kļūdām un gaismas polarizāciju. Viņi arī uzskata, ka jaunais protokols padara sistēmas uzticamākas, kas savukārt samazina kļūdu līmeni. Un tas ļauj palielināt attālumu, kādā var nosūtīt ziņojumus.
Lai pārbaudītu protokolu, pētniekiViņi samontēja uz lāzeru balstītu instalāciju ar atkārtošanās frekvenci 50 MHz, kuru, kā atzīmē darba autori, var viegli uzlabot līdz 1 GHz. Instalācijas izmantošana palīdzēja pārraidīt informāciju aptuveni 102,2 km attālumā (iepriekšējais rekords bija 18 km). Zinātnieki uzsver, ka viņu izveidotā sistēma ievērojami palielināja slepenību, panākot īpaši zemu kvantu bitu kļūdu līmeni (mazāk nekā 0,1%), kas ir par lielumu mazāk nekā esošajām sistēmām.
Eksperimentāla iestatīšana.FPGA — laukā programmējams vārtu masīvs, ATT — vājinātājs, dators — polarizācijas kontrolieris, ILP — optisko šķiedru polarizators, CIR — optiskais cirkulators, PBS — polarizācijas staru sadalītājs, FC — 90:10 dalīts optiskais savienotājs, PMFC — optiskā savienotāja polarizācijas taupīšana, PM - fāzes modulators, IM - intensitātes modulators ar vājinājuma koeficientu 45,1 dB, ISO - izolators, FR - Faraday rotators ar 90 ° griešanās leņķi, SPD - viena fotona detektors, kura pamatā ir supravadošie nanovadi ar noteikšanas efektivitāti vairāk nekā 85 %, frekvences tumšais skaits 50 Hz un atiestatīšanas laiks 15 ns. Avots: Haoran Zhang et al., Light: Science and Applications
Jaunās sistēmas galvenais ierobežojums joprojām ir veidsPētnieki atzīmē, ka zemais datu pārraides ātrums ir tikai 0,54 biti/s. Taču darba autori uzskata, ka ar to pietiek, lai nosūtītu šifrētu ziņu vai telefona zvanu.
Zinātnieki uzskata, ka spēja pārraidītdroši dati, kas pārsniedz 100 km, ļauj izveidot tālsatiksmes tīklus, izmantojot jauno QSDC protokolu, kura pamatā ir mūsu esošās tehnoloģijas. Droša apmaiņa, pēc autoru domām, spēs aizstāt dažus visneaizsargātākos interneta segmentus, lai aizsargātu sensitīvos datus no hakeriem.
Lasīt vairāk
Vai fizikas standarta modelis vairs nav aktuāls? Galvenais par jauno zinātnieku darbu pie kolidera
Zinātnieki “atdzīvina” senu fermentu, lai līdz 2050. gadam pabarotu 9 miljardus cilvēku
Atrastas cilvēces vēsturē spēcīgākās zemestrīces pēdas