Pikim vahemaa maailmas! Hiina teadlased püstitasid uue rekordi 509 km kiudoptilise kvantkommunikatsiooni läbimisel
3. märtsil sai ajakirja Science and Technology Daily reporter Jinani kvanttehnoloogia instituudilt teada, et pärast kahese väljaga kvantklahvide võtme jaotamise teostatavuse esimest katselist kontrolli pärast kaheväljalise kvantvõtme jaotuskatse rakendamist 300 kilomeetri pikkune kiudaine reaalses keskkonnas, tegid professor Wang Xiangbin ja Jinani kvanttehnoloogia instituudi teadur Liu Yang Hiina teaduse ja tehnoloogia ülikooli akadeemiku Pan Jianweiga taas koostööd, et realiseerida kahevälja kvantvõtmejaotus (TF) -QKD) tegeliku keskkonna optiliste kiudude 509 kilomeetri raadiuses. Seotud tulemused on hiljuti avaldatud veebis rahvusvahelises autoriteetses ajakirjas "Physical Review Letters". Töödokumendi kaasautoriteks on professor Wang Xiangbin ja professor Zhang Qiang. See saavutus püstitas edukalt uue maailmarekordi kvantvõtmete jaotuse pikima ülekandekauguse korral.
Kvantvõtme jaotuse (QKD) pikamaarakenduses on kanali kadu kõige tõsisem piirav tegur. TF-QKD kasutab efektiivse tuvastussündmusena ühe footoni häireid, mille tõttu ohutu kodeerimise kiirus väheneb lineaarselt koos kanali sumbumise ruutjuurega ja võib QKD kodeerimise kiiruse lineaarset piiri isegi releeta hõlpsalt murda. TF-QKD rakendustingimused on siiski üsna karmid, nõudes kahe sõltumatu kauglaseri ühe footoni tasemel häireid ning samal ajal tuleb saavutada pikamaakiu kiulinkide suhtelise faasi kiire triivi täpne hinnang. ühe footoni tuvastamise tulemuste kaudu.
Selle saavutuse teoreetiline aspekt põhineb professor Wang Xiangbini pakutud kahevälja väljalülitatud kvantvõtme jaotamise protokollil "saatke-mitte saata", mis parandab oluliselt süsteemi taluvust faasimüra suhtes; eksperimentaalses aspektis võttis professor Zhang Qiangi meeskond kasutusele aja-sageduse edastustehnoloogia. Sõltumatutel kauglaseritel on sama lainepikkuse lukk ja nad kasutavad kiu suhtelise faasi triivi hindamiseks täiendavat faasi võrdlusvalgust, tagades mõõtmise ohutusomadused seade. Lõpuks pikendati QKD ohutu kodeerimise vahemaad laboris edukalt 509 kilomeetrini, ületades traditsioonilise mitterelee QKD määratletud absoluutse teoreetilise kodeerimise kiiruse piiri. Samal ajal on uurimistööl teiste kahe kaheväljaga QKD-katsetega võrreldes ainulaadne eelis turvalisuse osas: see pole mitte ainult mõõteseadmetest sõltumatu, vaid arvestab täielikult ka piiratud koodipikkusega turvalisust. Kui süsteemi kordussagedust tõstetakse 1 GHz-ni, mida kasutatakse pikamaa-kvantkommunikatsioonivõrkudes nagu Pekingi-Shanghai põhiliin, võib koodikiirus 300 kilomeetri juures ulatuda 5 kbps-ni, mis vähendab oluliselt usaldusväärsete releede arvu selgroogsetes kiudoptilistes kvantides sidevõrgud. Parandada märkimisväärselt optilise kiu kvantsaladussidevõrgu turvalisust.