Германия е тествала квантова комуникация чрез обикновена оптична мрежа на рекордно разстояние

Европейски медии съобщават, че учени от Германия са тествали мащабна квантова мрежа за бъдещия квантов интернет. С помощта на стандартен оптичен кабел и при нормална стайна температура квантовите състояния са били предадени между Франкфурт и Кел, което представлява 254 километра конвенционална оптична магистрала, или два пъти повече, отколкото е било тествано в Европа досега.

Проведеният експеримент е пробив в областта на свръхсигурната комуникация на големи разстояния.

Традиционното криптиране започна да бъде заплашвано от квантовите компютри. Рано или късно квантовите платформи ще могат да разбиват конвенционалните ключове, така че организирането на защитена от квантовите закони комуникация става приоритет. В същото време е от решаващо значение да се запази сегашната инфраструктура от комуникационни линии. В крайна сметка става въпрос за огромни икономии на разходи, които никога не са твърде много.

Технологията за квантово разпределение на ключове (QKD) може да гарантира защита на данните от хакерски атаки. Ключовете се предават под формата на квантови състояния на единични фотони, чието прихващане разрушава квантовите състояния просто по законите на квантовата механика. По този начин веднага става известно за компрометирането на ключа, а самото криптирано съобщение няма да бъде предадено – това е най-добрата гаранция срещу хакерски атаки.

Все още не съществуват квантови ретранслатори за усилване или възстановяване на квантови състояния. Поради това доверените възли, които възстановяват квантовите ключове се създават на определени и доста малки участъци от оптичната магистрала. Днес такива възли трябва да се създават на десетки километри, което е скъпо и неефективно за масово приложение. Например, на разгърнатата преди четири години в Русия квантова комуникационна линия между Москва и Санкт Петербург на разстояние 700 километра са използвани 19 доверени възела.

По време на новия експеримент в Германия бяха предадени квантови състояния на единични фотони на разстояние 254 километра. Експериментът е проведен от служители на европейското подразделение на Toshiba.

„Всички предишни реализации на квантовата комуникация по оптични влакна са били ограничени до много по-къси разстояния, което е около половината от това, което постигнахме. И това се дължи на фундаменталните ограничения на предишната технология. Нашият експеримент е първата реална реализация на един особено мощен клас квантови комуникационни протоколи, наречен кохерентна квантова комуникация. Благодарение на нашия подход преодоляхме всички тези предизвикателства, като използвахме мащабируема и проста технология, която ни позволи да приложим най-съвременния протокол за квантова комуникация, наречен квантово разпределение на ключове с двойно поле (TF-QKD), което всъщност е тайната на това, което направихме.“

заяви пред пред Euronews Next Мирко Питалуга, бивш старши учен в Toshiba Europe

Протоколът TF-QKD, който се основава на предаването на две референтни честоти в оптична връзка, наистина е един от най-новите, но учените не споменаха, че през 2021 година Toshiba организира предаването на квантови състояния на разстояние 600 километра по този протокол с помощта на виртуален ретранслатор. Нещо повече, още по-рано китайски учени, използвайки протокола TF-QKD, са предавали данни на разстояние 500 километра без ретранслатори.

Историята мълчи за условията на предаване на данни в последните два случая. Така или иначе, възможността за предаване на квантови ключове на стотици километри без ретранслатори вече е факт, въпреки че масовото въвеждане на тази технология е все още далеч.