Direct Quantum Secure Communication (QSDC) är en teknik som använder kvantentanglement som ett medel
De viktigaste begränsningarna för denna teknik kvarstårett betydande antal fel vid dataöverföring, låg hastighet och ett begränsat avstånd över vilket meddelanden kan skickas. I sitt nya arbete har forskare vid Tsinghua University i Kina utvecklat ett nytt protokoll för QSDC som kombinerar fotontillståndstidskodning för signalövervakning och kvanttillstånd för riktiga meddelanden.
Forskarna tror att detta tillvägagångssätt kommer att hjälpaskydda mot kvantfel och polarisering av ljus. De menar också att det nya protokollet gör systemen mer tillförlitliga, vilket i sin tur leder till lägre felfrekvens. Och detta gör att du kan öka avståndet till vilket meddelanden kan skickas.
För att testa protokollet, forskareDe satte ihop en laserbaserad installation med en upprepningshastighet på 50 MHz, som, som författarna till arbetsanteckningen, enkelt kan uppgraderas till 1 GHz. Användningen av installationen hjälpte till att överföra information över en sträcka på cirka 102,2 km (det tidigare rekordet var 18 km). Forskare betonar att systemet de skapade avsevärt ökade sekretessen genom att uppnå en ultralåg kvantbitfelfrekvens (mindre än 0,1 %), vilket är en storleksordning mindre än för befintliga system.
Experimentuppställning.FPGA - Fältprogrammerbar Gate Array, ATT - Attenuator, PC - Polarisationskontroller, ILP - Fiberoptisk polarisator, CIR - Optisk cirkulator, PBS - Polariserande stråldelare, FC - 90:10 delad optisk koppling, PMFC - Sparar optisk kopplingspolarisation, PM - fasmodulator, IM - intensitetsmodulator med en dämpningskoefficient på 45,1 dB, ISO - isolator, FR - Faraday rotator med en rotationsvinkel på 90 °, SPD - enfotondetektor baserad på supraledande nanotrådar med en detektionseffektivitet på mer än 85 %, frekvens mörkräkning 50 Hz och återställningstid 15 ns. Källa: Haoran Zhang et al., Light: Science and Applications
Den viktigaste begränsningen för det nya systemet är fortfarande hurForskarna noterar att den låga dataöverföringshastigheten bara är 0,54 bit/s. Författarna till verket tror dock att detta räcker för att skicka ett krypterat meddelande eller telefonsamtal.
Forskare tror att förmågan att överförasäker data över 100 km låter dig skapa långdistansnätverk med det nya QSDC-protokollet baserat på vår befintliga teknologi. Ett säkert utbyte, enligt författarna, kommer att kunna ersätta några av de mest sårbara delarna av Internet för att skydda känslig data från hackare.
Läs mer
Är standardmodellen för fysik inte längre relevant? Det viktigaste med det nya arbetet med forskare vid kollideraren
Forskare "återuppväcker" ett gammalt enzym för att föda 9 miljarder människor år 2050
Hittade spår av den starkaste jordbävningen i mänsklighetens historia