Nové informácie o produkte P o č íta č e R ebn ý ch lo ž ívan ý ch nástrojov E ncryption N etwork C onstruction
Kvantová distribúcia kľúčov nespolieha na matematiku, ale využíva kvantové vlastnosti svetla, ako je polarizácia, dekódovanie a prenos náhodných kľúčov, ktoré dekódujú zakódované dáta. Táto metóda je obzvlášť bezpečná, pretože sú zistené akékoľvek zásahy tretej strany.
Výskumní pracovníci na Univerzite v Padove v Taliansku uviedli v časopise Optics Society of America (OSA) časopis Optics Letters, že ich zariadenia s vláknami majú viac ako jednu miliardu polarizácií za sekundu prepínateľného svetla. Zariadenie je tiež samo-kompenzujúce a nie je citlivé na teplotu a iné zmeny prostredia.
Vo výskumnej skupine QuantumFuture Giuseppe Vallone, ktorý viedol výskum spolu so spoluautorom Paolom Villoresim, povedal: „Očakáva sa, že kvantová distribúcia kľúčov bude mať zásadný vplyv na súkromie a bezpečnosť občanov. komunikácia medzi satelitmi a zemou alebo komunikácia medzi mobilnými terminálmi a realizácia globálnych kvantových sietí si vyžaduje komunikáciu vo voľnom priestore.
technológie
Kvôli tomu, že kvantové kľúče nefungujú dobre cez optické siete s dlhou vzdialenosťou, je mimoriadne naliehavé vyvinúť satelitnú kvantovú komunikačnú sieť, ktorá spája rôzne pozemné kvantovo šifrované siete po celom svete.
Hoci rôzne charakteristiky svetla môžu byť použité na vytvorenie kvantových stavov požadovaných pre kvantové šifrovanie, polarizácia je obzvlášť vhodná na prepojenie voľného priestoru, pretože nie je ovplyvnená atmosférou a je dekódovaná v prijímači bez potreby zhromažďovania údajov. Ísť na vlákno s jedným režimom (toto je náročná úloha).
Vallone povedal: „Naším cieľom je vyvinúť kvantovú šifrovaciu schému, ktorá sa dá použiť medzi satelitmi a zemou. Kľúče sú generované na obežnej dráhe. Dnešné polarizačné dekodéry však nie sú vhodné na použitie vo vesmíre, pretože sú nestabilné a drahé. Dokonca ukazujú zraniteľnosti na bočnom kanáli, ktoré môžu oslabiť bezpečnosť protokolu.
Výskumníci hovoria, že nový polarizačný kódovač je "POGNAC" a POGNAC je kombinácia POlarization a SaGNAC. S pomocou Sagnac-interferometra v tvare prstenca s optickými vláknami môže tento polarizačný kódovač rýchlo otáčať polarizáciu dopadajúceho lasera. Zariadenie rozdeľuje lúč na dva a polarizácia oboch lúčov je kolmá na seba. Dva nosníky potom prechádzajú vláknovou slučkou v smere hodinových ručičiek a proti smeru hodinových ručičiek. Súčasné komponenty môžu byť umiestnené v balení 15 x 5 x 5 cm, a ak sú zahrnuté komponenty menšie, obal môže byť ďalej miniaturizovaný.
Vo vláknovej optickej slučke výskumníci použili komerčne dostupné elektrooptické modulátory na zmenu polarizácie a vytvorenie kvantového stavu potrebného na distribúciu kvantového kľúča. Pretože lúče v smere hodinových ručičiek a proti smeru hodinových ručičiek prichádzajú k modulátoru v rôznych časoch, sú modulované nezávisle od seba.
Modulátor používa na zmenu optickej fázy použité napätie. Absolútna hodnota fázového posunu však závisí od množstva parametrov, ktoré sa časom menia. Vallone povedal: "V POGNAC je významný len relatívny posun medzi dvomi polarizovanými svetlami. Tento relatívny posun zodpovedá zmene vo výstupnej polarizácii. Súčasne je posunutie spôsobené teplotnými zmenami a inými faktormi samočinné. robí POGNAC veľmi stabilným a eliminuje polarizačný drift, ktorý ovplyvňuje iné zariadenia.
hodnota
Výskumníci testovali svoje nové zariadenia meraním polarizácie kvantových stavov produkovaných POGNAC a ich porovnaním s očakávanými hodnotami. Merali kvantovú chybovosť (QBER) viny tak nízku ako 0,2%, oveľa nižšiu ako kvantová chybovosť 1% až 2% typického distribučného systému kvantového kľúča.
„Naše výsledky ukazujú, že údaje možno kódovať jednoduchým a efektívnym spôsobom pomocou polarizácie svetla,“ povedal Vallone. "Môžeme to urobiť len s komerčne dostupnými komponentmi."
Výskumní pracovníci neustále zlepšujú svoje metódy a plánujú vykonať ďalšie testovanie, aby zistili, ako sa POGNAC správa pri kódovaní kvantových kľúčov na šifrovanie.