Pasaulis pirmą kartą peržengė kvantinio rakto ribą

Pasaulis pirmą kartą peržengė kvantinio rakto ribą. Tikrojo vieno fotono šaltinio rakto sparta išaugo 79 %.

Kvantinių raktų paskirstymas(QKD) yra šifravimo technologija, pagrįsta kvantinės fizikos principais ir turinti didelį potencialą gerinant ryšio saugumą. Ši technologija perduoda šifravimo raktus naudodama fotonų ar kitų dalelių kvantines būsenas. Kadangi šių kvantinių būsenų negalima atkartoti ar išmatuoti nekeičiant jų būsenų, kenkėjiškoms šalims labai sunku perimti ryšio turinį tarp dviejų pusių ir nebūti aptinkamoms. Dėl sunkumų ruošiant tikrus vieno fotono šaltinius (SPS), dauguma šiuo metu sukurtų kvantinių raktų paskirstymo (QKD) sistemų remiasi susilpnintaisšviesos šaltiniaikurie imituoja pavienius fotonus, pavyzdžiui, mažo intensyvumo lazerio impulsus. Kadangi šie lazerio impulsai taip pat gali neturėti fotonų arba turėti kelis fotonus, tik apie 37 % sistemoje naudojamų impulsų gali būti panaudoti saugos raktams generuoti. Kinijos tyrėjai neseniai sėkmingai įveikė anksčiau pasiūlytos kvantinio rakto paskirstymo (QKD) sistemos apribojimus. Jie panaudojo tikrus pavienių fotonų šaltinius (SPS, tai yra sistemas, galinčias spinduliuoti pavienius fotonus pagal poreikį).

Pagrindinis tyrėjų tikslas – sukurti fizinę sistemą, galinčią pagal poreikį skleisti didelio ryškumo pavienius fotonus, taip įveikiant esminius apribojimus, su kuriais susidurdavo susilpnėję šviesos šaltiniai, anksčiau naudoti konstruojant kvantinių raktų paskirstymo (QKD) sistemas. Jie tikisi, kad ši sistema gali padidinti kvantinių raktų paskirstymo (QKD) technologijos patikimumą ir našumą, taip sudarydama pagrindą jos diegimui realioje aplinkoje ateityje. Šiuo metu eksperimentas davė labai daug žadančių rezultatų, nes nustatyta, kad jų SPS pasižymi itin dideliu efektyvumu ir žymiai padidina greitį, kuriuo...QKD sistemageneruoja saugos raktus. Apskritai šie rezultatai pabrėžia SPS pagrįstų QKD sistemų potencialą ir rodo, kad jų našumas gali gerokai pranokti WCP pagrįstų QKD sistemų našumą. „Pirmą kartą parodėme, kad SPS pagrįsto QKD našumas viršija pagrindinę WCP spartos ribą“, – teigė tyrėjai. Lauko QKD bandyme su laisvos erdvės miesto kanalu, kurio nuostoliai buvo 14,6 (1,1) dB, pasiekėme 1,08 × 10−3 bitų impulsui saugų rakto spartą (SKR), kuri buvo 79 % didesnė už faktinę QKD sistemos, pagrįstos silpnai koherentine šviesa, ribą. Tačiau šiuo metu maksimalūs SPS-QKD sistemos kanalo nuostoliai vis dar yra mažesni nei WCP-QKD sistemos. Mažesni kanalo nuostoliai, kuriuos tyrėjai pastebėjo savo kvantinio rakto paskirstymo (QKD) sistemoje, atsirado ne dėl pačios sistemos, o dėl likusio daugiafotonio efekto jų naudojamame protokole be masalo. Tikimasi, kad ateityje atliekant tyrimus bus padidintas sistemos atsparumas nuostoliams, dar labiau optimizuojant vieno fotono šaltinio (SPS) veikimą apatiniame sistemos sluoksnyje arba įvedant į sistemą masalo būsenas. Manoma, kad nuolatinė technologinė pažanga palaipsniui skatins kvantinio rakto paskirstymo (QKD) plėtrą link praktinio ir bendro pritaikymo.