Svět poprvé prolomil limit kvantového klíče

Svět poprvé prolomil limit kvantového klíče. Klíčová frekvence skutečného zdroje jednotlivých fotonů vzrostla o 79 %.

Kvantová distribuce klíčů(QKD) je šifrovací technologie založená na kvantových fyzikálních principech a vykazuje velký potenciál ve zvýšení bezpečnosti komunikace. Tato technologie přenáší šifrovací klíče pomocí kvantových stavů fotonů nebo jiných částic. Vzhledem k tomu, že tyto kvantové stavy nelze replikovat ani měřit bez změny jejich stavů, výrazně se zvyšuje obtížnost pro útočníky zachytit obsah komunikace mezi oběma stranami, aniž by byli odhaleni. Vzhledem k obtížnosti přípravy skutečných zdrojů jednotlivých fotonů (SPS) se většina systémů kvantové distribuce klíčů (QKD), které jsou v současnosti vyvíjeny, spoléhá na zeslabené signály.světelné zdrojekteré simulují jednotlivé fotony, jako například nízkointenzivní laserové pulsy. Vzhledem k tomu, že tyto laserové pulsy mohou také obsahovat žádné fotony nebo více fotonů, lze k generování bezpečnostních klíčů použít pouze asi 37 % pulsů použitých v systému. Čínští vědci nedávno úspěšně překonali omezení dříve navrženého systému kvantové distribuce klíčů (QKD). Využili skutečné zdroje jednotlivých fotonů (SPS, tj. systémy schopné emitovat jednotlivé fotony na požádání).

Hlavním cílem výzkumníků je vybudovat fyzikální systém schopný emitovat jednotlivé fotony s vysokým jasem na požádání, a tím překonat základní omezení oslabených světelných zdrojů používaných v minulosti ke konstrukci systémů kvantové distribuce klíčů (QKD). Doufají, že tento systém dokáže zvýšit spolehlivost a výkon technologie kvantové distribuce klíčů (QKD), a tím položit základy pro její budoucí nasazení v reálných prostředích. V současné době experiment dosáhl velmi slibných výsledků, protože se ukázalo, že jejich SPS má extrémně vysokou účinnost a výrazně zvyšuje rychlost, s jakou...Systém QKDgeneruje bezpečnostní klíče. Celkově tato zjištění zdůrazňují potenciál systémů QKD založených na SPS a naznačují, že jejich výkon může výrazně překonat systémy QKD založené na WCP. „Poprvé jsme prokázali, že výkon QKD založeného na SPS překračuje základní limit rychlosti WCP,“ uvedli vědci. V terénním testu QKD městského kanálu ve volném prostoru se ztrátou 14,6(1,1) dB jsme dosáhli bezpečné klíčové rychlosti (SKR) 1,08 × 10−3 bitů na puls, což bylo o 79 % více než skutečný limit systému QKD založeného na slabě koherentním světle. V současné době je však maximální ztráta kanálu systému SPS-QKD stále nižší než u systému WCP-QKD. Nižší ztráta kanálu, kterou vědci pozorovali v jejich systému kvantové distribuce klíčů (QKD), nevycházela ze samotného systému, ale byla přičítána zbytkovému multifotonovému efektu v protokolu bez návnady, který používali. V rámci budoucího výzkumu doufají, že se jim podaří zvýšit toleranci systému ke ztrátám další optimalizací výkonu zdroje jednotlivých fotonů (SPS) ve spodní vrstvě systému nebo zavedením návnadových stavů do systému. Předpokládá se, že neustálý technologický pokrok bude postupně podporovat rozvoj kvantové distribuce klíčů (QKD) směrem k praktickým a obecným aplikacím.