Квантни клучеви пренесени на повеќе од 120 километри оптичко влакно

Меѓународен истражувачки тим од Германија и Кина демонстрирал квантна распределба на клучеви на растојание поголемо од 120 километри преку стандардно оптичко влакно. Резултатот претставува важен чекор кон практични комуникациски системи со многу високо ниво на заштита, бидејќи квантната криптографија се смета за една од најперспективните технологии за идните безбедни мрежи.

Во основата на системот се полупроводнички квантни точки, мали извори на светлина што можат по потреба да создаваат поединечни фотони. Истражувачите користеле уред што работи во телекомуникацискиот C-опсег, што е важно затоа што тој опсег е погоден за пренос низ постојната оптичка инфраструктура.

Наместо информацијата да се кодира на начин што е почувствителен на нарушувања во околината, тимот применил т.н. временско кодирање. Кај овој пристап, квантната информација се запишува според времето на пристигнување на фотонот. Таквата техника е попогодна за далечински пренос, бидејќи природно е поотпорна на вибрации, температурни промени и други влијанија што можат да го нарушат сигналот во реални мрежни услови.

Во експериментот биле создадени три различни временски квантни состојби, а на приемната страна сигналот бил декодиран со активно стабилизиран интерферометар со фазен поместувач. Токму оваа поставеност му овозможила на системот да работи повеќе од шест часа без рачно прилагодување, што е значаен показател за стабилност и практична применливост.

Истражувачите наведуваат дека нивниот доказен експеримент постигнал една од највисоките стапки на сигурен клуч досега пријавени за ваков тип временски кодирана квантна распределба на клучеви со квантни точки. Изворот на фотони работел со фреквенција од околу 76 мегахерци, а и по преносот низ 120 километри влакно просечната квантна битна грешка останала под 11 проценти.

Под реални услови со конечна должина на клучот, системот одржал просечна сигурна стапка од околу 15 бита во секунда. Иако тоа е далеку од брзините на класичните интернет-врски, авторите оценуваат дека такво ниво веќе може да биде доволно за одредени практични сценарија, како заштитена текстуална комуникација.

Значењето на овој резултат е во тоа што покажува оти квантните точки можат да се вградат во постабилни и теренски применливи системи за квантна криптографија. Ако ваквите решенија продолжат да напредуваат, тие би можеле да станат основа за идни квантно безбедни мрежи меѓу градови и за поширок квантен интернет.