Dünya ilk kez kuantum anahtar sınırını aştı

Dünya ilk kez kuantum anahtar sınırını aştı. Gerçek tek foton kaynağının anahtar oranı %79 arttı.

Kuantum Anahtar Dağıtımı(QKD), kuantum fiziği prensiplerine dayanan bir şifreleme teknolojisidir ve iletişim güvenliğini artırmada büyük potansiyel göstermektedir. Bu teknoloji, şifreleme anahtarlarını fotonların veya diğer parçacıkların kuantum durumlarını kullanarak iletir. Bu kuantum durumları, durumları değiştirilmeden kopyalanamadığı veya ölçülemediği için, kötü niyetli kişilerin iki taraf arasındaki iletişim içeriğini tespit edilmeden ele geçirmesi büyük ölçüde zorlaşır. Gerçek tek foton kaynaklarını (SPS) hazırlamanın zorluğu nedeniyle, şu anda geliştirilmekte olan kuantum anahtar dağıtım (QKD) sistemlerinin çoğu zayıflatılmışışık kaynaklarıDüşük yoğunluklu lazer darbeleri gibi tek fotonları simüle eden sistemler. Bu lazer darbeleri hiç foton içermeyebileceği veya birden fazla foton içerebileceği için, sistemde kullanılan darbelerin yalnızca yaklaşık %37'si güvenlik anahtarları oluşturmak için kullanılabilir. Çinli araştırmacılar, daha önce önerilen kuantum Anahtar Dağıtım (QKD) sisteminin sınırlamalarını başarıyla aştılar. Gerçek tek foton kaynakları (SPS, yani isteğe bağlı olarak tek tek fotonlar yayabilen sistemler) kullandılar.

Araştırmacıların temel amacı, talep üzerine yüksek parlaklıkta tek fotonlar yayabilen fiziksel bir sistem inşa etmek ve böylece geçmişte kuantum anahtar dağıtım (QKD) sistemleri oluşturmak için kullanılan zayıf ışık kaynaklarının karşılaştığı temel sınırlamaların üstesinden gelmektir. Bu sistemin, kuantum anahtar dağıtım (QKD) teknolojisinin güvenilirliğini ve performansını artırarak, gerçek dünya ortamlarında gelecekteki uygulamaları için temel oluşturmasını umuyorlar. Şu anda, deney oldukça umut verici sonuçlar elde etmiştir çünkü SPS'lerinin son derece yüksek verimliliğe sahip olduğu ve hızı önemli ölçüde artırdığı bulunmuştur.QKD sistemigüvenlik anahtarları üretir. Genel olarak, bu bulgular SPS tabanlı QKD sistemlerinin potansiyelini vurgulayarak, performanslarının WCP tabanlı QKD sistemlerinin performansını önemli ölçüde aşabileceğini göstermektedir. Araştırmacılar, "SPS tabanlı QKD'nin performansının WCP'nin temel hız sınırını aştığını ilk kez gösterdik" dedi. 14,6 (1,1) dB'lik bir kayıpla serbest alan kentsel kanalının saha QKD testinde, zayıf tutarlı ışığa dayalı QKD sisteminin gerçek sınırından %79 daha yüksek olan 1,08 × 10−3 bit/darbe'lik bir güvenli anahtar hızı (SKR) elde ettik. Ancak, şu anda SPS-QKD sisteminin maksimum kanal kaybı hala WCP-QKD sistemininkinden daha düşüktür. Araştırmacıların kuantum anahtar dağıtım (QKD) sistemlerinde gözlemledikleri düşük kanal kaybı, sistemin kendisinden değil, kullandıkları sahteciliğe izin vermeyen protokoldeki kalıntı çoklu foton etkisinden kaynaklanmaktadır. Gelecekteki araştırmaların bir parçası olarak, sistemin alt katmanındaki tek foton kaynağının (SPS) performansını daha da iyileştirerek veya sisteme sahte durumlar ekleyerek sistemin kayıp toleransını artırmayı umuyorlar. Sürekli teknolojik ilerlemenin, kuantum anahtar dağıtımının (QKD) pratik ve genel uygulamalara doğru gelişimini kademeli olarak teşvik edeceğine inanılmaktadır.