חדש A ll- סיבים D evices P romote G lobal Q uantum E ncryption N etwork C onstruction
התפלגות מפתח קוונטית אינה מסתמכת על מתמטיקה, אלא משתמשת בתכונות קוונטיות של אור כגון קיטוב, פענוח ושיגור מפתחות אקראיים המפענחים נתונים מקודדים. שיטה זו בטוחה במיוחד מפני שכל חדירות של צד שלישי מזוהות.
חוקרים מאוניברסיטת פדובה באיטליה דיווחו בכתב העת Optical Society of America (OSA) של כתב העת Optical Letters שכל מכשירי הסיבים שלהם מכילים יותר ממיליארד קיטוב לשנייה של אור מתחלפת. המכשיר גם מפצה את עצמו ואינו רגיש לטמפרטורה ולשינויים סביבתיים אחרים.
בקבוצת המחקר QuantumFuture, ג'וזפה ואלון, שהוביל את המחקר עם המחבר המשותף פאולו וילורסי, אמר: "הפצת המפתח הקוונטי צפויה להשפיע באופן משמעותי על הפרטיות והאבטחה של האזרחים. התוכנית שלנו מפשטת את התפלגות המפתח הקוונטית המשמשת בתקשורת בחלל-חופשי.לדוגמה, לוויין-ל-כדור או תקשורת בין מסופים ניידים, מימוש רשתות קוונטיות גלובליות דורש תקשורת בחלל חופשי.
טכנולוגיה
מכיוון שמפתחות הקוונטים אינם פועלים היטב ברשתות סיבים אופטיים ארוכות טווח, חשוב מאוד לפתח רשת תקשורת קוונטית מבוססת לוויין שתחבר רשתות קוונטיות מבוססות-קרקע שונות ברחבי העולם.
למרות המאפיינים השונים של האור ניתן להשתמש כדי ליצור את המצבים הקוונטיים הדרושים עבור הצפנה קוונטית, הקיטוב הוא מתאים במיוחד עבור קישור מקום פנוי כי זה לא מושפע על ידי האטמוספירה ו פענוח על השפופרת ללא צורך לאסוף נתונים. הולך סיבים מצב בודד (זו משימה מאתגרת).
"המטרה שלנו היא לפתח ערכת הצפנה קוונטית שניתן להשתמש בה בין לוויינים לקרקע, המפתחות מופעלים במסלול, אולם מפענחי הקיטוב של היום אינם מתאימים לשימוש בחלל משום שהם בלתי יציבים ויקרים. , והם אפילו מראים פגיעות של ערוץ צדדי, העלולות להחליש את ביטחון הפרוטוקול ".
החוקרים אומרים כי מקודד הקיטוב החדש הוא "POGNAC" ו- POGNAC הוא שילוב של הפלאריזציה ו- SaGNAC. בעזרת סיבים אופטיים בצורת טבעת Sagnac אינטרפרומטר, זה מקודד מקודד יכול לסובב במהירות את הקיטוב של לייזר האירוע. המכשיר מחלק את הקורה לשניים, והקיטוב של שתי הקורות הוא ניצב זה לזה. שתי הקורות עוברות דרך לולאת הסיב בכיוון השעון והכוונה נגד כיוון השעון, בהתאמה. המרכיבים הנוכחיים ניתן להציב בחבילה בגודל 15 x 5 x 5 ס"מ, ואם הרכיבים הכלולים קטנים יותר, החבילה יכולה להיות מזערית נוספת.
ב לולאה סיבים אופטיים, החוקרים השתמשו מאפננים אלקטרו-אופטיים זמינים מסחרית כדי לשנות את הקיטוב וליצור את המצב הקוונטי הנדרש עבור הפצה המפתח הקוונטי. כיוון שהקרניים בכיוון השעון ובקרן השעון מגיעות אל האפנן בזמנים שונים, הן מווסתות זו מזו באופן עצמאי.
האפנן משתמש במתח מיושם כדי לשנות את השלב האופטי. עם זאת, הערך המוחלט של משמרת פאזה תלוי במספר פרמטרים המשתנים עם הזמן. Vallone אמר: "ב- POGNAC, רק העקירה היחסית בין שני אורות מקוטבים היא בעלת משמעות, תזוזה יחסית זו תואמת את השינוי בקוטביות התפוקה, ובמקביל, התזוזה הנגרמת כתוצאה משינויי טמפרטורה וגורמים אחרים היא תיקון עצמי. עושה POGNAC יציב מאוד ומבטל קיטוב הסחף שמשפיע על מכשירים אחרים. "
ערך
החוקרים בדקו את המכשירים החדשים שלהם על ידי מדידת הקיטוב של מצבים קוונטיים המיוצרים על ידי POGNAC והשוואתם לערכים הצפויים. הם מדדו את שיעור השגיאה הקוונטית (QBER) של אשמה נמוך ב -0.2%, הרבה יותר נמוך משיעור השגיאה הקוונטית של 1% עד 2% ממערכת הפצה קוונטית טיפוסית.
"התוצאות שלנו מראות שניתן לקודד נתונים באופן פשוט ויעיל באמצעות הקיטוב של האור", אמר ולון. "אנחנו יכולים לעשות את זה רק עם רכיבים זמינים מסחרית."
החוקרים ממשיכים לשפר את שיטותיהם ומתכננים לבצע בדיקות נוספות כדי לבחון כיצד POGNAC מתנהג כאשר קידוד מפתחות הקוונטים עבור הצפנה.