Uued A ll-fibre D evices P a ral fi aalm ärgid E ncryption N e nc C Cu rement
Kvantvõtme jaotus ei sõltu matemaatikast, vaid kasutab valguse kvant-omadusi, näiteks polariseerimist, dekodeerimist ja kodeeritud andmete dekrüpteerimist. See meetod on eriti ohutu, kuna tuvastatakse kolmanda osapoole sissetungid.
Itaalias asuva Padova Ülikooli teadlased teatasid Ameerika Optika Seltsi (Optical Society of America) ajakirjast Optics Letters, et nende kõik kiudvahendid on üle miljardi polarisatsiooni sekundis vahetatava valguse kohta. Seade on ka ise kompenseeriv ega ole tundlik temperatuuri ja muude keskkonnamuutuste suhtes.
QuantumFuture'i uurimisgrupis ütles Giuseppe Vallone, kes juhtis uurimistööd kaasautor Paolo Villoresi juures: "Kvoodivõtmete jaotusel on eeldatavasti põhjalik mõju kodanike eraelu puutumatusele ja turvalisusele. Vaba ruumi suhtluses, näiteks satelliit-maa või mobiilterminalide vaheline suhtlus, globaalsete kvantvõrkude realiseerimine nõuab vaba ruumi sidet. "
Tehnoloogia
Kuna kvantvõtmed ei toimi kaugliinidel toimuvate kiudoptiliste võrkude puhul hästi, on äärmiselt oluline töötada välja satelliitsidel põhinev kvantkommunikatsioonivõrk, mis ühendab eri maapinnal asuvaid kvantkodeeritud võrke kogu maailmas.
Kuigi kvantide krüpteerimiseks vajalikke kvantseid olekuid saab kasutada valguse erinevate omaduste loomiseks, sobib polariseerimine eriti vabas ruumis ühendamiseks, kuna atmosfäär ei mõjuta seda ja see dekodeeritakse vastuvõtjal ilma andmete kogumise vajaduseta. Lähen ühe režiimi kiududele (see on keeruline ülesanne).
Vallone ütles: "Meie eesmärk on välja töötada kvantkodeerimise skeem, mida saab kasutada satelliitide ja maapinna vahel. Klahvid genereeritakse orbiidil. Tänased polariseerimisdekoodrid ei sobi ruumis kasutamiseks, kuna need on ebastabiilsed ja kallid. Nad näitavad isegi külgkanali haavatavusi, mis võivad protokolli turvalisust nõrgendada. "
Teadlased ütlevad, et uus polarisatsioonikooder on "POGNAC" ja POGNAC on POlarization'i ja SaGNACi kombinatsioon. Kiudoptilise rõngakujulise Sagnaci interferomeetri abil saab see polariseerimiskooder kiirelt pöörata intsidentlaseri polarisatsiooni. Seade jagab tala kaheks ja kahe tala polarisatsioon on üksteise suhtes risti. Seejärel läbivad kaks tala kiudtsükli päripäeva ja vastupäeva. Praeguseid komponente saab paigutada 15 x 5 x 5 cm pakendisse ja kui kaasasolevad komponendid on väiksemad, saab paketti veelgi miniaturiseerida.
Kiudoptilises ahelas kasutasid teadlased kaubanduslikult kättesaadavaid elektro-optilisi modulaatoreid, et muuta polarisatsiooni ja luua kvantvõtme jaotamiseks vajalik kvantne olek. Kuna päripäeva ja vastupäeva kiirused jõuavad modulaatorisse erinevatel aegadel, moduleeritakse neid üksteisest sõltumatult.
Modulaator kasutab optilise faasi muutmiseks rakendatavat pinget. Kuid faasi nihke absoluutväärtus sõltub mitmest aja jooksul muutuvatest parameetritest. Vallone ütles: "POGNACis on tähendusrikas vaid kahe polariseeritud tule suhteline nihe. See suhteline nihe vastab väljundpolarisatsiooni muutusele. Samal ajal on temperatuuri muutustest ja muudest teguritest tingitud nihkumine isekorrigeeriv. muudab POGNACi väga stabiilseks ja kõrvaldab polariseerumise triivi, mis mõjutab teisi seadmeid. "
Väärtus
Uurijad testisid oma uusi seadmeid, mõõtes POGNACi poolt toodetud kvantimisolekute polarisatsiooni ja võrdlesid neid oodatavatega. Nad mõõtsid süütuse kvantivea määra (QBER) nii vähe kui 0,2%, tunduvalt madalamal kui kvantivea määr 1% kuni 2% tüüpilise kvantvõtme jaotussüsteemist.
"Meie tulemused näitavad, et andmeid saab kodeerida lihtsal ja tõhusal viisil, kasutades valguse polarisatsiooni," ütles Vallone. "Me saame seda teha ainult kaubanduslikult kättesaadavate komponentidega."
Teadlased parandavad pidevalt oma meetodeid ja kavatsevad teostada täiendavaid teste, et jälgida, kuidas POGNAC käitub, kui kodeerib kvantklahve krüpteerimiseks.