Pasaule pirmo reizi ir pārkāpusi kvantu atslēgas robežu

Pasaule pirmo reizi ir pārkāpusi kvantu atslēgas robežu. Patiesā viena fotona avota atslēgas ātrums ir pieaudzis par 79%.

Kvantu atslēgu sadalījums(QKD) ir šifrēšanas tehnoloģija, kuras pamatā ir kvantu fizikas principi, un tai ir liels potenciāls komunikācijas drošības uzlabošanā. Šī tehnoloģija pārraida šifrēšanas atslēgas, izmantojot fotonu vai citu daļiņu kvantu stāvokļus. Tā kā šos kvantu stāvokļus nevar atkārtot vai izmērīt, nemainot to stāvokļus, tas ievērojami palielina ļaunprātīgu pušu grūtības pārtvert komunikācijas saturu starp abām pusēm, netiekot atklātiem. Tā kā ir grūti sagatavot patiesus viena fotona avotus (SPS), lielākā daļa pašlaik izstrādāto kvantu atslēgu sadales (QKD) sistēmu balstās uz vājinātugaismas avotikas imitē atsevišķus fotonus, piemēram, zemas intensitātes lāzera impulsus. Tā kā šie lāzera impulsi var nesaturēt fotonus vai saturēt vairākus fotonus, tikai aptuveni 37% no sistēmā izmantotajiem impulsiem var izmantot drošības atslēgu ģenerēšanai. Ķīnas pētnieki nesen ir veiksmīgi pārvarējuši iepriekš ierosinātās kvantu atslēgu sadales (QKD) sistēmas ierobežojumus. Viņi ir izmantojuši īstus atsevišķu fotonu avotus (SPS, tas ir, sistēmas, kas spēj pēc pieprasījuma izstarot atsevišķus fotonus).

Pētnieku galvenais mērķis ir izveidot fizisku sistēmu, kas spēj pēc pieprasījuma izstarot augsta spilgtuma atsevišķus fotonus, tādējādi pārvarot fundamentālos ierobežojumus, ar kuriem saskārās vājinātie gaismas avoti, kas agrāk tika izmantoti kvantu atslēgu sadales (QKD) sistēmu konstruēšanai. Viņi cer, ka šī sistēma var uzlabot kvantu atslēgu sadales (QKD) tehnoloģijas uzticamību un veiktspēju, tādējādi liekot pamatu tās turpmākai ieviešanai reālās pasaules vidē. Pašlaik eksperiments ir sasniedzis ļoti daudzsološus rezultātus, jo ir konstatēts, ka viņu SPS ir ārkārtīgi augsta efektivitāte un ievērojami palielina ātrumu, ar kāduQKD sistēmaģenerē drošības atslēgas. Kopumā šie atklājumi izceļ uz SPS balstītu QKD sistēmu potenciālu, norādot, ka to veiktspēja var ievērojami pārsniegt uz WCP balstītu QKD sistēmu veiktspēju. "Mēs pirmo reizi esam pierādījuši, ka uz SPS balstītas QKD veiktspēja pārsniedz WCP pamata ātruma robežu," sacīja pētnieki. Brīvās telpas pilsētas kanāla lauka QKD testā ar 14,6(1,1) dB zudumu mēs sasniedzām drošas atslēgas ātrumu (SKR) 1,08 × 10−3 biti uz impulsu, kas bija par 79% augstāks nekā QKD sistēmas faktiskā robeža, kuras pamatā ir vāji koherenta gaisma. Tomēr pašlaik SPS-QKD sistēmas maksimālais kanāla zudums joprojām ir zemāks nekā WCP-QKD sistēmai. Zemāks kanāla zudums, ko pētnieki novēroja savā kvantu atslēgu sadalījuma (QKD) sistēmā, neizriet no pašas sistēmas, bet gan tika attiecināts uz atlikušo daudzfotonu efektu viņu izmantotajā mānekļu nesaturošajā protokolā. Turpmāko pētījumu ietvaros viņi cer uzlabot sistēmas zudumu toleranci, vēl vairāk optimizējot viena fotona avota (SPS) veiktspēju sistēmas apakšējā slānī vai ieviešot sistēmā ēsmas stāvokļus. Tiek uzskatīts, ka nepārtraukta tehnoloģiskā attīstība pakāpeniski veicinās kvantu atslēgu sadalījuma (QKD) attīstību praktisku un vispārīgu pielietojumu virzienā.