Svet prvýkrát prelomil limit kvantového kľúča

Svet prvýkrát prelomil limit kvantového kľúča. Kľúčová rýchlosť skutočného zdroja jednotlivých fotónov vzrástla o 79 %.

Kvantová distribúcia kľúčov(QKD) je šifrovacia technológia založená na kvantových fyzikálnych princípoch a vykazuje veľký potenciál pri zvyšovaní bezpečnosti komunikácie. Táto technológia prenáša šifrovacie kľúče pomocou kvantových stavov fotónov alebo iných častíc. Keďže tieto kvantové stavy nemožno replikovať alebo merať bez zmeny ich stavov, výrazne sa zvyšuje náročnosť pre škodlivé strany zachytiť komunikačný obsah medzi oboma stranami bez toho, aby boli odhalené. Vzhľadom na ťažkosti s prípravou skutočných zdrojov jedného fotónu (SPS) sa väčšina systémov kvantovej distribúcie kľúčov (QKD), ktoré sú v súčasnosti vyvíjané, spolieha na zoslabené...svetelné zdrojektoré simulujú jednotlivé fotóny, ako napríklad laserové impulzy s nízkou intenzitou. Keďže tieto laserové impulzy môžu tiež obsahovať žiadne fotóny alebo viacero fotónov, iba približne 37 % impulzov použitých v systéme možno použiť na generovanie bezpečnostných kľúčov. Čínski výskumníci nedávno úspešne prekonali obmedzenia predtým navrhovaného systému kvantovej distribúcie kľúčov (QKD). Využili skutočné zdroje jednotlivých fotónov (SPS, teda systémy schopné emitovať jednotlivé fotóny na požiadanie).

Hlavným cieľom výskumníkov je vybudovať fyzikálny systém schopný na požiadanie vyžarovať jednotlivé fotóny s vysokým jasom, čím by sa prekonali základné obmedzenia oslabených svetelných zdrojov používaných v minulosti na konštrukciu systémov kvantovej distribúcie kľúčov (QKD). Ich nádejou je, že tento systém dokáže zvýšiť spoľahlivosť a výkon technológie kvantovej distribúcie kľúčov (QKD), a tým položiť základy pre jej budúce nasadenie v reálnych prostrediach. V súčasnosti experiment dosiahol veľmi sľubné výsledky, pretože sa zistilo, že ich SPS má extrémne vysokú účinnosť a výrazne zvyšuje rýchlosť, akou...Systém QKDgeneruje bezpečnostné kľúče. Celkovo tieto zistenia zdôrazňujú potenciál systémov QKD založených na SPS, čo naznačuje, že ich výkon môže výrazne prekonať výkon systémov QKD založených na WCP. „Prvýkrát sme preukázali, že výkon QKD založeného na SPS prekračuje základný limit rýchlosti WCP,“ uviedli výskumníci. V terénnom teste QKD mestského kanála vo voľnom priestore so stratou 14,6(1,1) dB sme dosiahli bezpečnú kľúčovú rýchlosť (SKR) 1,08 × 10−3 bitov na impulz, čo bolo o 79 % viac ako skutočný limit systému QKD založeného na slabo koherentnom svetle. V súčasnosti je však maximálna strata kanála systému SPS-QKD stále nižšia ako u systému WCP-QKD. Nižšia strata kanála, ktorú výskumníci pozorovali v ich systéme kvantovej distribúcie kľúčov (QKD), nevychádzala zo samotného systému, ale bola pripísaná zvyškovému multifotónovému efektu v protokole bez návnady, ktorý používali. V rámci budúceho výskumu dúfajú, že zlepšia toleranciu systému voči stratám ďalšou optimalizáciou výkonu zdroja jednotlivých fotónov (SPS) v spodnej vrstve systému alebo zavedením návnadových stavov do systému. Predpokladá sa, že neustály technologický pokrok bude postupne podporovať vývoj kvantovej distribúcie kľúčov (QKD) smerom k praktickým a všeobecným aplikáciám.