Nauji „ A ll-fiber D“ matavimai P arn ė ė m n ė s k ū r ų N šifravimas N et k ū r ų C parengimas
Kvantinio rakto paskirstymas nepriklauso nuo matematikos, bet naudoja šviesos kvantines savybes, pvz., Poliarizaciją, dekodavimą ir atsitiktinių raktų, kurie iššifruoja koduotus duomenis, perdavimą. Šis metodas yra ypač saugus, nes aptinkami bet kokie trečiosios šalies įsikišimai.
Padovos universiteto Italijoje mokslininkai pranešė apie „Optical Society of America“ (OSA) žurnalą „Optics Letters“, kad jų visi pluošto prietaisai turi daugiau nei vieną milijardą poliarizacijų per sekundę perjungiamos šviesos. Prietaisas taip pat kompensuoja save ir nėra jautrus temperatūrai ir kitiems aplinkos pokyčiams.
„QuantumFuture“ tyrimo grupėje Giuseppe Vallone, vadovavusi tyrimui kartu su bendraautoriumi Paolo Villoresi, sakė: „Tikimasi, kad kvantinės raktų pasiskirstymas turės didelį poveikį piliečių privatumui ir saugumui. Pavyzdžiui, palydovinis į žemę arba ryšys tarp judriojo ryšio terminalų, realizuojant pasaulinius kvantinius tinklus, reikia laisvos erdvės ryšio. “
Technologijos
Kadangi kvantiniai raktai neveikia daugeliui šviesolaidinių tinklų, itin svarbu sukurti palydovinį kvantinį ryšių tinklą, kuris sujungtų įvairius antžeminius kvantinius šifruotus tinklus visame pasaulyje.
Nors įvairios šviesos charakteristikos gali būti naudojamos norint sukurti kvantinę būseną, reikalingą kvantiniam šifravimui, poliarizacija ypač tinka laisvos erdvės susiejimui, nes ji neturi įtakos atmosferai ir dekoduojama imtuve be duomenų rinkimo. Ėjimas į vieno režimo pluoštą (tai sudėtinga užduotis).
Vallone sakė: „Mūsų tikslas yra sukurti kvantų šifravimo schemą, kuri būtų naudojama tarp palydovų ir žemės. Raktai generuojami orbitoje. Tačiau šiandienos poliarizacijos dekoderiai netinka naudoti erdvėje, nes jie yra nestabilūs ir brangūs. Jie netgi rodo šoninio kanalo pažeidžiamumą, kuris gali susilpninti protokolo saugumą. "
Mokslininkai teigia, kad naujasis poliarizacijos koduotojas yra „POGNAC“, o POGNAC yra POlarization ir SaGNAC derinys. Naudojant šviesolaidinį žiedo formos Sagnac interferometrą, šis poliarizacijos daviklis gali greitai pasukti incidento lazerio poliarizaciją. Prietaisas padalija spindulį į dvi, o dviejų sijų poliarizacija yra statmena viena kitai. Tuomet abi sijos praeina per pluošto liniją pagal laikrodžio rodyklę ir prieš laikrodžio rodyklę. Dabartinius komponentus galima įdėti į 15 x 5 x 5 cm paketą, o jei įtraukti komponentai yra mažesni, paketą galima toliau miniatiūruoti.
Skaidulinės optikos kilpoje mokslininkai naudojo komerciškai prieinamus elektrooptinius moduliatorius, kad pakeistų poliarizaciją ir sukurtų kvantinės raktų pasiskirstymo kvantinę būseną. Kadangi laikrodžio rodyklės ir prieš laikrodžio rodyklės spinduliai į moduliatorių atvyksta skirtingais laikais, jie yra moduliuojami vienas nuo kito.
Moduliatorius naudoja naudojamą įtampą optinei fazei pakeisti. Tačiau absoliučioji fazės poslinkio vertė priklauso nuo daugelio parametrų, kurie laikui bėgant kinta. „Vallone“ sakė: „POGNAC sistemoje tik reikšmingas yra santykinis poslinkis tarp dviejų poliarizuotų šviesų. Šis santykinis poslinkis atitinka išėjimo poliarizacijos pokyčius. Tuo pat metu temperatūros pokyčių ir kitų veiksnių sukeltas poslinkis yra pataisantis. POGNAC yra labai stabilus ir pašalina poliarizacijos dreifą, kuris veikia kitus įrenginius. "
Vertė
Mokslininkai išbandė savo naujus prietaisus, matuodami POGNAC gaminamų kvantinių būsenų poliarizaciją ir lygindami juos su laukiamomis vertėmis. Jie matavo kaltės kiekybinį paklaidos koeficientą (QBER), kuris buvo mažesnis kaip 0,2%, daug mažesnis nei 1–2% kvantinės klaidos koeficientas tipinės kvantinio rakto paskirstymo sistemoje.
„Mūsų rezultatai rodo, kad duomenys gali būti koduojami paprastu ir efektyviu būdu, naudojant šviesos poliarizaciją“, - sakė A. Vallone. „Tai galime padaryti tik su komerciškai prieinamais komponentais.“
Mokslininkai nuolat tobulina savo metodus ir planuoja atlikti tolesnius tyrimus, kad stebėtų, kaip POGNAC elgiasi koduodamas kvantinius raktus šifravimui.