Мир впервые преодолел квантовый предел ключа. Скорость ключа истинного однофотонного источника выросла на 79%.
Квантовое распределение ключей(КРК) — это технология шифрования, основанная на квантовых физических принципах и демонстрирующая большой потенциал для повышения безопасности связи. Эта технология передает ключи шифрования, используя квантовые состояния фотонов или других частиц. Поскольку эти квантовые состояния невозможно воспроизвести или измерить без изменения их состояния, злоумышленникам значительно сложнее перехватить содержание обмена данными между двумя сторонами без их обнаружения. Из-за сложности подготовки источников истинных однофотонных фотонов (SPS) большинство разрабатываемых в настоящее время систем квантового распределения ключей (КРК) используют ослабленныеисточники светаимитирующие одиночные фотоны, например, лазерные импульсы низкой интенсивности. Поскольку эти лазерные импульсы могут содержать не только фотоны, но и несколько фотонов, лишь около 37% импульсов, используемых в системе, могут быть использованы для генерации ключей безопасности. Китайские исследователи недавно успешно преодолели ограничения ранее предложенной системы квантового распределения ключей (QKD). Они использовали настоящие источники одиночных фотонов (SPS, то есть системы, способные испускать отдельные фотоны по запросу).
Основная цель исследователей — создать физическую систему, способную по запросу испускать одиночные фотоны высокой яркости, тем самым преодолевая фундаментальные ограничения, с которыми сталкивались ослабленные источники света, использовавшиеся ранее для построения систем квантового распределения ключей (КРК). Они надеются, что эта система сможет повысить надежность и производительность технологии квантового распределения ключей (КРК), заложив тем самым основу для её будущего внедрения в реальных условиях. В настоящее время эксперимент достиг весьма многообещающих результатов, поскольку их СПК, как было установлено, обладает чрезвычайно высокой эффективностью и значительно увеличивает скорость, с которойсистема QKDгенерирует ключи безопасности. В целом, эти результаты подчеркивают потенциал систем квантового ключа на основе SPS, указывая на то, что их производительность может значительно превосходить производительность систем квантового ключа на основе WCP. «Мы впервые продемонстрировали, что производительность квантового ключа на основе SPS превышает фундаментальный предел скорости WCP», — заявили исследователи. В полевых испытаниях квантового ключа на свободном городском канале с потерями 14,6 (1,1) дБ мы достигли безопасной скорости передачи ключей (SKR) 1,08 × 10−3 бит на импульс, что на 79% выше фактического предела системы квантового ключа на основе слабокогерентного света. Однако в настоящее время максимальные потери канала системы SPS-QKD все еще ниже, чем у системы WCP-QKD. Более низкие потери в канале, наблюдаемые исследователями в их системе квантового распределения ключей (КРК), обусловлены не самой системой, а остаточным многофотонным эффектом в используемом ими протоколе без ложных целей. В рамках будущих исследований они надеются повысить устойчивость системы к потерям путем дальнейшей оптимизации производительности источника однофотонных фотонов (ИСО) на нижнем уровне системы или введения в систему состояний-приманок. Предполагается, что непрерывный технологический прогресс будет постепенно способствовать развитию квантового распределения ключей (КРК) в направлении практических и общих приложений.
Время публикации: 25 июня 2025 г.