Учені з ЄС створили канал квантового зв'язку, який не зможе зламати ні Китай, ні Росія

Дослідники з Університету Лейбніца в Ганновері, Фізико-технічного федерального університету в Брауншвейгу та Університету Штутгарта представили новаторський метод безпечного зв'язку. Ця розробка використовує напівпровідникові квантові точки і квантовий розподіл ключів (КРК) як способи захисту конфіденційної інформації від кіберзагроз, передає Interesting Engineering.

Квантовий розподіл ключів (КРК) — метод безпечного обміну ключами шифрування між двома сторонами. Цей підхід використовує принципи квантової механіки для генерації випадкових ключів, які неможливо зламати навіть за допомогою квантових комп'ютерів. КРК використовує поодинокі фотони як носії квантових ключів. Будь-яка спроба перехопити повідомлення призводить до помилок у сигналі, що призводить до його негайного виявлення. Однак обмеження наявних квантових джерел світла ускладнюють створення великих мереж з використанням КРК, незважаючи на постійну оптимізацію.

Дослідницька група звернулася до напівпровідникових квантових точок як джерел одиночних фотонів. Такий підхід допоміг їм досягти високої швидкості безпечної передачі ключів на відстань 79 км між Ганновером і Брауншвейгом.

"Ми працюємо з квантовими точками, які являють собою крихітні структури, схожі на атоми, але адаптовані до наших потреб", — пояснили розробники. — "Уперше ми використовували ці "штучні атоми" в експерименті з квантового зв'язку між двома різними містами. Ця установка, відома як "Квантовий зв'язок Нижньої Саксонії", з'єднує Ганновер і Брауншвейг за допомогою оптичного волокна".

КРК використовує квантові характеристики світла, щоб гарантувати безпеку повідомлень від перехоплення. Пристрої з квантовими точками випромінюють поодинокі фотони, поляризацію яких дослідники контролюють і відправляють до Брауншвейга.

Порівняльний аналіз нового методу КРК з наявними, що включають однофотонні джерела, показує, що він перевершує їх. Вчені впевнені, що на квантовий зв'язок чекає гарне майбутнє. Крім забезпечення безпечного зв'язку, квантові точки також відкривають потенціал для квантових повторювачів і розподіленого квантового зондування. Вони дають змогу зберігати квантову інформацію і можуть випромінювати стани фотонних кластерів. Ці можливості обіцяють плавну інтеграцію напівпровідникових однофотонних джерел у великомасштабні та потужні мережі квантового зв'язку.

"Кілька років тому ми тільки мріяли використовувати квантові точки в реальних сценаріях квантового зв'язку. Сьогодні ми раді продемонструвати їхній потенціал для багатьох цікавих експериментів і застосувань у майбутньому, просуваючись до квантового інтернету", — додали дослідники.

Раніше ми повідомляли про те, як працюють квантові батареї і коли зможуть живити гаджети. Науковці запевняють, що завдяки квантовому стану величезні акумулятори заряджатимуться тим швидше, чим вони більші, але можуть бути й досить маленькими, щоб поміститися в смартфоні або ноутбуці.