| +22 голоса |
|
Ученые из Университета Йоркского центра квантовых технологий сделали важный шаг в установлении масштабируемых и безопасных высокоскоростных квантовых сетей.
Сотрудничая с коллегами из Технического университета Дании (DTU), Массачусетского технологического института (MIT) и Торонтского университета, они разработали протокол для достижения скоростей передачи ключей в городских сетях на три порядка величины выше, чем ранее.
Стандартные протоколы распределения квантовых ключей (QKD) используют случайные последовательности квантовых битов (кубитов), чтобы распространять секретные ключи совершенно безопасным способом. После того, как эти ключи получат два удаленных сайта, они могут общаться конфиденциально с помощью шифрования и дешифрования двоичных сообщений. Безопасность схемы основана на одном из самых фундаментальных законов квантовой физики – принципе неопределенностей.
Сегодняшняя классическая связь по электронной почте или по телефону уязвима для перехвата, но при квантовой связи на основе одночастичных уровней (фотонов) можно легко обнаружить прослушки, потому что они неизменно разрушат или нарушат квантовый сигнал. Делая квантовые измерения, два удаленных сайта могут оценить, как много информации злоумышленник крадет из канала, и могут применить соответствующие протоколы повышения конфиденциальности, чтобы свести на нет последствия потери информации.
Однако проблемой протоколов QKD, базирующихся на простых квантовых системах, таких как кубиты на одиночных фотонах, является низкая скорость доставки ключей, несмотря на их эффективность при работе на больших расстояниях. Это делает их непригодными для адаптации при использовании в городских сетях.
Команда во главе с д-ром Стефано Пирандолой (Stefano Pirandola) из Департамента компьютерных наук в Йорке, преодолела эту проблему как теоретически, так и экспериментально, используя квантовые системы с непрерывными переменными. Они позволяют параллельную передачу многих кубитов данных, сохраняя квантовые возможности обнаружения и перехвата прослушивания. Исследование опубликовано в Nature Photonics.
«Вы хотите высокую скорость и быстрое подключение, в частности, для систем масштаба города? Вы должны передать много данных самым быстрым способом из возможных? Тогда, по существу, вам нужен квантовый эквивалент широкополосной связи. Системы с непрерывными переменными могут использовать гораздо больше фотонов, но все еще оставаясь квантовыми. Наша система достигает крайне высоких скоростей на расстояниях до 25 км, на три порядка величины выше, чем когда-либо прежде. Однако ее эффективность выше этого расстояния быстро убывает. Тем не менее, наш протокол может быть использован для создания высокоскоростных квантовых сетей, где устройства безопасно подключаются к соседним точкам доступа или прокси-серверам», - сказал д-р Пирандола.
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
| +22 голоса |
|
