Աշխարհն առաջին անգամ խախտել է քվանտային բանալու սահմանը

Աշխարհն առաջին անգամ խախտել է քվանտային բանալու սահմանը։ Իրական մեկ ֆոտոնային աղբյուրի բանալու արագությունը աճել է 79%-ով։

Քվանտային բանալիների բաշխում(QKD)-ն քվանտային ֆիզիկական սկզբունքների վրա հիմնված կոդավորման տեխնոլոգիա է և մեծ ներուժ ունի հաղորդակցության անվտանգությունը բարձրացնելու գործում: Այս տեխնոլոգիան փոխանցում է կոդավորման բանալիները՝ օգտագործելով ֆոտոնների կամ այլ մասնիկների քվանտային վիճակները: Քանի որ այս քվանտային վիճակները չեն կարող վերարտադրվել կամ չափվել առանց դրանց վիճակները փոխելու, դա զգալիորեն մեծացնում է չարամիտ կողմերի համար դժվարությունը՝ երկու կողմերի միջև հաղորդակցության բովանդակությունը խլելու հարցում՝ առանց հայտնաբերվելու: Իրական մեկ ֆոտոնային աղբյուրների (SPS) պատրաստման դժվարության պատճառով, ներկայումս մշակված քվանտային բանալիների բաշխման (QKD) համակարգերի մեծ մասը հիմնված է թուլացված...լույսի աղբյուրներորոնք մոդելավորում են մեկ ֆոտոններ, ինչպիսիք են ցածր ինտենսիվության լազերային իմպուլսները: Քանի որ այս լազերային իմպուլսները կարող են նաև չպարունակել ֆոտոններ կամ պարունակել բազմակի ֆոտոններ, համակարգում օգտագործվող իմպուլսների միայն մոտ 37%-ը կարող է օգտագործվել անվտանգության բանալիներ ստեղծելու համար: Չինացի հետազոտողները վերջերս հաջողությամբ հաղթահարել են նախկինում առաջարկված քվանտային բանալիների բաշխման (QKD) համակարգի սահմանափակումները: Նրանք օգտագործել են իսկական մեկ ֆոտոնային աղբյուրներ (SPS, այսինքն՝ համակարգեր, որոնք կարող են պահանջարկի դեպքում արձակել առանձին ֆոտոններ):

Հետազոտողների հիմնական նպատակն է կառուցել ֆիզիկական համակարգ, որը կարող է պահանջարկի դեպքում ճառագայթել բարձր պայծառության մեկ ֆոտոններ, այդպիսով հաղթահարելով անցյալում քվանտային բանալիների բաշխման (ՔԲԲ) համակարգեր կառուցելու համար օգտագործվող թուլացած լույսի աղբյուրների հիմնարար սահմանափակումները: Նրանց հույսն այն է, որ այս համակարգը կարող է բարելավել քվանտային բանալիների բաշխման (ՔԲԲ) տեխնոլոգիայի հուսալիությունն ու արդյունավետությունը, այդպիսով հիմք դնելով դրա ապագա տեղակայմանը իրական աշխարհի միջավայրերում: Ներկայումս փորձը շատ խոստումնալից արդյունքներ է տվել, քանի որ նրանց ՍԲԲ-ն, ինչպես պարզվել է, ունի չափազանց բարձր արդյունավետություն և զգալիորեն մեծացնում է այն արագությունը, որով...ՔԿԴ համակարգստեղծում է անվտանգության բանալիներ: Ընդհանուր առմամբ, այս արդյունքները ընդգծում են SPS-ի վրա հիմնված QKD համակարգերի ներուժը՝ ցույց տալով, որ դրանց կատարողականությունը կարող է զգալիորեն գերազանցել WCP-ի վրա հիմնված QKD համակարգերի կատարողականությունը: «Մենք առաջին անգամ ցույց տվեցինք, որ SPS-ի վրա հիմնված QKD-ի կատարողականությունը գերազանցում է WCP-ի հիմնարար արագության սահմանը», - ասացին հետազոտողները: Քաղաքային ազատ տարածության ալիքի դաշտային QKD փորձարկման ժամանակ՝ 14.6(1.1) դԲ կորստով, մենք հասանք 1.08 × 10−3 բիթ անվտանգ բանալիների արագության (SKR) մեկ իմպուլսի համար, որը 79%-ով ավելի բարձր էր, քան թույլ կոհերենտ լույսի վրա հիմնված QKD համակարգի իրական սահմանը: Այնուամենայնիվ, ներկայումս SPS-QKD համակարգի առավելագույն ալիքային կորուստը դեռևս ցածր է, քան WCP-QKD համակարգինը: Հետազոտողների կողմից իրենց քվանտային բանալիների բաշխման (QKD) համակարգում դիտարկված ավելի ցածր ալիքային կորուստը չի բխում համակարգից, այլ վերագրվում է իրենց կողմից գործարկվող խայծից զերծ արձանագրության մնացորդային բազմաֆոտոնային էֆեկտին: Ապագա հետազոտությունների շրջանակներում նրանք հույս ունեն բարձրացնել համակարգի կորուստների նկատմամբ հանդուրժողականությունը՝ համակարգի ստորին շերտում գտնվող միաֆոտոնային աղբյուրի (SPS) աշխատանքը հետագայում օպտիմալացնելով կամ համակարգում ներմուծելով «խայծ» վիճակներ: Կարծիք կա, որ շարունակական տեխնոլոգիական առաջընթացը աստիճանաբար կնպաստի քվանտային բանալիների բաշխման (QKD) զարգացմանը՝ գործնական և ընդհանուր կիրառությունների ուղղությամբ: