Китайски физици преодоляха класическата граница на прехвърлянето на квантов ключ
Учените от Университета за просвета и технологии на Китай (USTC) в Хефей оповестиха за революционно достижение: по оптична линия без потребление на спътници или квантови ретранслатори бе предаден квантов ключ на разстояние, което преди се смяташе за недостижимо – 140 км. Това събитие бележи прехода от лабораторните опити към инфраструктурното приложение на квантовата криптография в световен мащаб.
Квантовото систематизиране на ключове (Quantum Key Distribution, QKD) се основава на фундаменталното свойство на квантовите частици: всевъзможни опити за прихващане трансформират положението им и могат да бъдат засечени. Този принцип прави предаването на информация безусловно безвредно. Досега обаче инженерите се сблъскваха с физическо ограничаване – намаляване на сигнала във влакното. Дори най-съвършените системи губят данните след 100 километра, а нормалните усилватели тук са безполезни: те унищожават квантовото положение на фотоните.
Екипът, управителен от професор Пана Цзянвей, един от пионерите в региона на квантовата връзка в света, приложи усъвършенствана скица MDI-QKD (measurement-device-independent QKD) с осцилиращи еднофотонни източници и свръхчувствителни детектори. В резултат на това те съумяха освен да компенсират загубите, само че и за първи път да надминат по този начин нареченият предел на Пирон-Такенути, който разказва оптимално вероятната отдалеченост за предаване на квантовия ключ при закрепени загуби на сигнала.
Основното техническо достижение беше стабилната синхронизация на етапите сред два самостоятелни лазера, работещи на разстояние от десетки километри един от различен.
За задачата откривателите сътвориха система за дейна стабилизация на температурата и фазовия дрейф, както и използваха логаритъм за равнене на честотите в действително време. Този метод разреши да се записват обособените фотони с възможност за неточност по-малка от 0,1% и да се резервира съгласуваността на сигнала в продължение на часове.
„ Това е първият опит, в който се показва превъзмогване на фундаменталния предел на дистанцията за безвредно предаване на квантов ключ по оптичен кабел “,
отбеляза Пан Цзяньвей.
Според него, по-нататъшното понижаване на шума и потреблението на детектори, охладени до криогенни температури, могат да усилят дистанцията на предаване до 1000 километра.
„ Наближаваме момента, в който квантовата криптография ще се трансформира не в лабораторен инструмент, а в детайл от действителната инфраструктура за връзки “,
добави ученият.
