Svijet je prvi put probio granicu kvantnog ključa

Svijet je prvi put probio granicu kvantnog ključa. Ključna brzina pravog jednofotonskog izvora porasla je za 79%.

Kvantna distribucija ključeva(QKD) je tehnologija šifriranja temeljena na kvantnim fizičkim principima i pokazuje veliki potencijal u poboljšanju sigurnosti komunikacije. Ova tehnologija prenosi ključeve za šifriranje koristeći kvantna stanja fotona ili drugih čestica. Budući da se ta kvantna stanja ne mogu replicirati ili mjeriti bez promjene njihovih stanja, zlonamjernim stranama uvelike je teško presresti sadržaj komunikacije između dvije strane bez otkrivanja. Zbog poteškoća u pripremi pravih izvora jednog fotona (SPS), većina sustava kvantne distribucije ključeva (QKD) koji se trenutno razvijaju oslanja se na oslabljene...izvori svjetlostikoji simuliraju pojedinačne fotone, poput laserskih impulsa niskog intenziteta. Budući da ovi laserski impulsi mogu sadržavati i bez fotona ili više fotona, samo oko 37% impulsa korištenih u sustavu može se koristiti za generiranje sigurnosnih ključeva. Kineski istraživači nedavno su uspješno prevladali ograničenja prethodno predloženog sustava kvantne distribucije ključeva (QKD). Koristili su prave izvore pojedinačnih fotona (SPS, tj. sustave sposobne emitirati pojedinačne fotone na zahtjev).

Glavni cilj istraživača je izgraditi fizički sustav sposoban emitirati pojedinačne fotone visokog sjaja na zahtjev, čime bi se prevladala temeljna ograničenja s kojima su se suočavali oslabljeni izvori svjetlosti korišteni u prošlosti za konstrukciju sustava kvantne distribucije ključeva (QKD). Nadaju se da ovaj sustav može poboljšati pouzdanost i performanse tehnologije kvantne distribucije ključeva (QKD), čime se postavljaju temelji za njezinu buduću primjenu u stvarnim okruženjima. Trenutno je eksperiment postigao vrlo obećavajuće rezultate jer je utvrđeno da njihov SPS ima izuzetno visoku učinkovitost i značajno povećava brzinu kojom...QKD sustavgenerira sigurnosne ključeve. Sveukupno, ovi nalazi ističu potencijal QKD sustava temeljenih na SPS-u, što ukazuje na to da njihove performanse mogu značajno nadmašiti one QKD sustava temeljenih na WCP-u. „Prvi put smo pokazali da performanse QKD sustava temeljenog na SPS-u premašuju temeljno ograničenje brzine WCP-a“, rekli su istraživači. U terenskom QKD testu gradskog kanala u slobodnom prostoru s gubitkom od 14,6(1,1) dB, postigli smo sigurnu brzinu ključa (SKR) od 1,08 × 10−3 bita po impulsu, što je bilo 79% više od stvarnog ograničenja QKD sustava temeljenog na slabo koherentnoj svjetlosti. Međutim, trenutno je maksimalni gubitak kanala SPS-QKD sustava još uvijek niži od gubitka WCP-QKD sustava. Manji gubitak kanala koji su istraživači primijetili u svom sustavu kvantne distribucije ključeva (QKD) nije proizašao iz samog sustava, već se pripisuje rezidualnom višefotonskom efektu u protokolu bez mamca koji su pokretali. Kao dio budućih istraživanja, nadaju se poboljšati toleranciju gubitaka sustava daljnjom optimizacijom performansi izvora pojedinačnih fotona (SPS) na donjem sloju sustava ili uvođenjem stanja mamaca u sustav. Vjeruje se da će kontinuirani tehnološki napredak postupno promovirati razvoj kvantne distribucije ključeva (QKD) prema praktičnim i općim primjenama.