Verden har brutt gjennom kvantegrensen for første gang

Verden har brutt gjennom kvantegrensen for første gang. Nøkkelraten til den ekte enkeltfotonkilden har steget med 79 %.

Kvante nøkkeldistribusjon(QKD) er en krypteringsteknologi basert på kvantefysiske prinsipper og viser stort potensial for å forbedre kommunikasjonssikkerheten. Denne teknologien overfører krypteringsnøkler ved å bruke kvantetilstandene til fotoner eller andre partikler. Siden disse kvantetilstandene ikke kan replikeres eller måles uten å endre tilstandene deres, øker det i stor grad vanskeligheten for ondsinnede parter å fange opp kommunikasjonsinnholdet mellom de to sidene uten å bli oppdaget. På grunn av vanskeligheten med å forberede ekte enkeltfotonkilder (SPS), er de fleste kvantenøkkeldistribusjonssystemene (QKD) som for tiden er utviklet, avhengige av svekkedelyskildersom simulerer enkeltfotoner, for eksempel lavintensitetslaserpulser. Siden disse laserpulsene kanskje ikke inneholder noen fotoner eller flere fotoner, kan bare omtrent 37 % av pulsene som brukes i systemet brukes til å generere sikkerhetsnøkler. Kinesiske forskere har nylig klart å overvinne begrensningene til det tidligere foreslåtte kvante-nøkkeldistribusjonssystemet (QKD). De har benyttet ekte enkeltfotonkilder (SPS, det vil si systemer som er i stand til å sende ut individuelle fotoner på forespørsel).

Forskernes hovedmål er å bygge et fysisk system som er i stand til å sende ut enkeltfotoner med høy lysstyrke på forespørsel, og dermed overvinne de grunnleggende begrensningene som svekkede lyskilder som tidligere ble brukt til å konstruere kvante-nøkkeldistribusjonssystemer (QKD) har opplevd. Håpet deres er at dette systemet kan forbedre påliteligheten og ytelsen til kvante-nøkkeldistribusjonsteknologi (QKD), og dermed legge grunnlaget for fremtidig utplassering i virkelige miljøer. For tiden har eksperimentet oppnådd svært lovende resultater fordi deres SPS har vist seg å ha ekstremt høy effektivitet og øke hastigheten som ...QKD-systemetgenererer sikkerhetsnøkler. Samlet sett fremhever disse funnene potensialet til SPS-baserte QKD-systemer, noe som indikerer at ytelsen deres kan overgå ytelsen til WCP-baserte QKD-systemer betydelig. «Vi har for første gang vist at ytelsen til QKD basert på SPS overstiger den grunnleggende hastighetsgrensen til WCP», sa forskerne. I felt-QKD-testen av den frie urbane kanalen med et tap på 14,6 (1,1) dB, oppnådde vi en sikker nøkkelhastighet (SKR) på 1,08 × 10−3 bits per puls, som var 79 % høyere enn den faktiske grensen for QKD-systemet basert på svakt koherent lys. Imidlertid er det maksimale kanaltapet for SPS-QKD-systemet for øyeblikket fortsatt lavere enn for WCP-QKD-systemet. Det lavere kanaltapet som ble observert av forskerne i deres kvantenøkkeldistribusjonssystem (QKD), stammet ikke fra selve systemet, men ble tilskrevet den gjenværende multifotoneffekten i den lokkeduefrie protokollen de kjørte. Som en del av fremtidig forskning håper de å forbedre systemets tapstoleranse ved å optimalisere ytelsen til enkeltfotonkilden (SPS) ytterligere i systemets bunnlag eller ved å introdusere agntilstander i systemet. Det antas at kontinuerlig teknologisk fremgang gradvis vil fremme utviklingen av kvantenøkkeldistribusjon (QKD) mot praktiske og generelle anvendelser.