Direct Secure Quantum Communication (QSDC) – це технологія, яка використовує квантову заплутаність як засіб
Ключовими обмеженнями цієї технології залишаютьсяістотна кількість помилок при передачі даних, низька швидкість та обмежена відстань, на яку можуть бути надіслані повідомлення. У своїй новій роботі дослідники з Університету Цинхуа в Китаї розробили новий протокол для QSDC, який поєднує тимчасове кодування стану фотонів для моніторингу сигналу та квантові стани для передачі реальних повідомлень.
Дослідники вважають, що такий підхід допоможезахиститися від квантових помилок та поляризації світла. Вони також вважають, що новий протокол робить системи надійнішими, що, у свою чергу, призводить до зниження частоти помилок. А це дозволяє збільшити відстань, на яку можуть надсилатися повідомлення.
Щоб перевірити роботу протоколу, дослідники зібрали установку на основі лазера з частотою повторення 50 МГц, яка, як зазначається,Використання пристрою допомогло передати інформацію на відстань близько 102,2 км (попередній рекорд становив 18 км).Вчені наголошують, що створена ними система значно підвищила секретність завдякидосягнення наднизької частоти квантових бітових помилок (менше 0,1%), що на порядок менше, ніж у існуючих систем.
Експериментальне встановлення.FPGA - програмована користувачем вентильна матриця, ATT - аттенюатор, PC - контролер поляризації, ILP - волоконно-оптичний поляризатор, CIR - оптичний циркулятор, PBS - поляризаційний світлодільник, FC -оптичний відгалужувач з поділом сигналу 90:10, PMFC - збережений поляризації, PM – фазовий модулятор, IM – модулятор інтенсивності з коефіцієнтом ослаблення 45,1 дБ, ISO – ізолятор, FR – обертач Фарадея з кутом обертання 90°, SPD – детектор одиночних фотонів на основі надпровідних нанопровідників з ефективністю виявлення понад 85%, частотою темнового рахунку 50 Гц та часом скидання 15 нс. Джерело: Haoran Zhang et al., Light: Science and Applications
Ключовим обмеженням нової системи залишається, на думку дослідників, низька швидкість передачі даних, яка становить лише 0,54 біт/с.Однак автори роботи вважають, що цього достатньо, щоб відправити зашифроване повідомлення або телефонний дзвінок.
Вчені вважають, що можливість передаватизахищені дані на відстань понад 100 км дозволяє створити міжміські мережі з використанням нового протоколу QSDC на основі наявних у нас технологій. Захищений обмін, на думку авторів, зможе замінити окремі найуразливіші сегменти інтернету, щоб захистити чутливі дані від хакерів.
Читати далі
Стандартна модель фізики вже не є актуальною? Головне про нову роботу вчених на колайдері
Вчені «воскресили» стародавній фермент, щоб прогодувати 9 млрд людей до 2050 року
Знайдено сліди найсильнішого землетрусу в історії людства