Осуществлена квантовая передача на 100 километров

Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Science Advances.

В исследовании был использован метод, называемый квантовым распределением ключей на непрерывных переменных (CV QKD). Квантовое распределение ключей позволяет обезопасить обмен зашифрованными сообщениями между двумя сторонами от посягательств третьей стороны, которая пытается получить ключ для расшифровки информации. Поскольку попытка получения ключа неизбежно вносит возмущение в квантовую систему, потенциальный злоумышленник обнаруживает себя.

Для того чтобы принимающая сторона получила криптографический ключ, используются фотоны, распространяющиеся вдоль оптоволоконного кабеля. Например, в протоколе BB84 c дискретной переменной отправитель посылает получателю ряд случайных битов, закодированных в квантовых состояниях фотонов. Для правильного измерения фотона необходимо знать его поляризацию, но получатель не владеет этой информацией, и какие-то фотоны он измеряет неправильно. Если число ошибок выше допустимого значения, это указывает на попытку взлома.

Протокол с непрерывными переменными основан на волновой природе света, и информация закодирована не в состояниях отдельных фотонов, а в характеристиках электромагнитного поля. Однако до сих пор демонстрация CV QKD на большие расстояния требовала использования очень сложных схем, что открывает лазейки в безопасности для подслушивающих устройств и ограничивает потенциальные приложения.

Исследователям удалось увеличить расстояние до ста километров, устранив ряд ограничивающих факторов, в том числе воздействие фонового электромагнитного излучения, декогерирующего квантовую систему, и ошибки, возникающие из-за несовершенства аппаратуры или помех. В результате ученые реализовали полный протокол CV QKD и продемонстрировали генерацию ключей, защищенных от коллективных атак.

Источник