Нови устройства с опция за оптични кабели Р а з д е л н и е з а н е н и е з а н е н и и пр ом е н и и е н и пр ом ии
Дистрибуцията на квантовите ключове не разчита на математиката, а използва квантови свойства на светлината като поляризация, декодиране и предаване на случайни ключове, които декриптират кодираните данни. Този метод е особено безопасен, защото се откриват прониквания от трети страни.
Изследователи от Университета в Падова в Италия съобщиха в журнала Optics Letters, че техните устройства с общо влакно имат повече от един милиард поляризации в секунда от превключваема светлина. Устройството също така се самокомпенсира и не е чувствително към температура и други промени в околната среда.
В изследователската група QuantumFuture, Джузепе Валоун, който ръководи изследването с съавтор Paolo Villoresi, каза: "Разпределението на квантовите ключове се очаква да окаже дълбоко въздействие върху неприкосновеността на личния живот и сигурността на гражданите. в комуникацията на свободното пространство. Например, спътник-земя или комуникация между мобилните терминали. Осъществяването на глобални квантови мрежи изисква комуникация на свободното пространство.
технология
Тъй като квантовите ключове не работят добре в отдалечените влакнесто-оптични мрежи, е изключително спешно да се разработи спътникова квантова комуникационна мрежа, която свързва различни наземни квантови криптирани мрежи по целия свят.
Въпреки че различните характеристики на светлината могат да се използват за създаване на квантови състояния, необходими за квантово криптиране, поляризацията е особено подходяща за свързване в свободно пространство, тъй като не се влияе от атмосферата и се декодира в приемника, без да е необходимо да се събират данни. Преминаването към едномодово влакно (това е предизвикателна задача).
"Нашата цел е да разработим квантова схема за криптиране, която може да се използва между сателитите и земята. Ключовете се генерират в орбита. Въпреки това, днешните поляризационни декодери не са подходящи за използване в космоса, защото са нестабилни и скъпи. Те дори показват уязвимости на страничния канал, които могат да отслабят сигурността на протокола. "
Изследователите казват, че новият поляризационен кодер е "POGNAC" и POGNAC е комбинация от POlarization и SaGNAC. С помощта на оптичен оптичен интерферометър Sagnac, този поляризационен енкодер може бързо да върти поляризацията на падащия лазер. Устройството разделя гредата на две и поляризацията на двете греди е перпендикулярна една на друга. Двете греди след това преминават през влакнестата верига съответно по посока на часовниковата стрелка и обратно на часовниковата стрелка. Текущите компоненти могат да бъдат поставени в опаковка 15 x 5 x 5 cm и ако включените компоненти са по-малки, опаковката може да бъде допълнително миниатюризирана.
В оптичната верига изследователите използват търговски достъпни електрооптични модулатори, за да променят поляризацията и да създадат квантово състояние, необходимо за разпределението на квантовите ключове. Тъй като лъчите по посока на часовниковата стрелка и обратно на часовниковата стрелка пристигат в модулатора по различно време, те се модулират независимо един от друг.
Модулаторът използва приложено напрежение, за да промени оптичната фаза. Обаче, абсолютната стойност на фазовото изместване зависи от редица параметри, които варират във времето. Валоне казва: "В POGNAC има значение само относителното изместване между две поляризирани светлини. Това относително изместване съответства на промяната в изходната поляризация. прави POGNAC много стабилна и елиминира поляризационния дрейф, който засяга други устройства. "
стойност
Изследователите тествали новите си устройства чрез измерване на поляризацията на квантовите състояния, произведени от POGNAC, и сравняването им с очакваните стойности. Те измерват коефициент на квантова грешка (QBER) на вината като ниска от 0.2%, много по-ниска от квантовата грешка от 1% до 2% от типичната квантова система за разпределение на ключовете.
"Резултатите ни показват, че данните могат да бъдат кодирани по прост и ефективен начин, използвайки поляризацията на светлината", каза Валоун. "Ние можем да направим това само с налични в търговската мрежа компоненти."
Изследователите непрекъснато усъвършенстват методите си и планират да проведат по-нататъшни тестове, за да наблюдават как POGNAC се държи, когато кодира квантови ключове за криптиране.