Лента TH Новости Глобальные вызовы


Физики создали квантовую память для демонстрации безопасности квантовой связи

∴ 210

Впервые физики экспериментально продемонстрировали протокол квантовой безопасности прямой связи (QSDC) в сочетании с квантовой памятью, который необходим для хранения и управления передачей информации.

452

До сих пор протоколы QSDC использовали линии задержки частиц, в качестве замены квантовой памяти, но использование квантовой памяти необходимо для будущих проектов, таких как междугородная связь по защищенным квантовым сетям.
Исследователи Вэй Чжан и др. из Университета науки и техники Китая и Нанкинского университета почты и телекоммуникаций опубликовали статью об их экспериментальной демонстрации в недавнем выпуске «Physical Review Letters».

QSDC является одним из типов квантовой связи и имеет возможность напрямую передавать секретные сообщения по квантовому каналу. В отличие от большинства других типов квантовой связи, QSDC не требует, чтобы обе стороны сообщали об открытии закрытого ключа заранее. Как и другие виды квантовой коммуникации, безопасность метода основывается на основных принципах квантовой механики, таких как принцип неопределенности и теорема о невозможности клонирования.

Как объясняют физики, для протоколов QSDC необходима квантовая память для эффективного управления передачей информации в будущих квантовых сетях. Однако экспериментальная интеграция квантовой памяти с QSDC является сложной задачей, поскольку она требует хранения запутанных одиночных фотонов и установления связи между разделенными ячейками памяти.

В своих экспериментах исследователи продемонстрировали большинство важных этапов протокола, включая генерацию запутывания, безопасность каналов и распределение, хранение и кодирование запутанных фотонов. Из-за сложности декодирования запутанных фотонов оптимальным образом (что требует сепарации четырех квантовых состояний), исследователи использовали альтернативный метод декодирования.

В будущем исследователи ожидают, что можно продемонстрировать QSDC на расстоянии 100 км или более в свободном пространстве, подобно недавним демонстрациям распределения квантовых ключей, квантовой телепортации и распределения запутывания на этих расстояниях. Достижение этой цели станет важным шагом в реализации спутникового соединения на основе квантов, в глобальном масштабе и в недалеком будущем.

Филипп Дончев