Вченим вдалося передати квантовий ключ на 511 кілометрів

Група фізиків з Науково-технічного університету Китаю під керівництвом Цзянь-Вей Паня змогла передати секретний квантовий ключ на відстань 511 кілометрів. Як зазначає N+1, вчені створили квантову лінію передачі даних не в лабораторії, а в реальних умовах між двома містами.

Одним з найперспективніших протоколів квантового розподілу є протокол полів-близнюків (TF). На відміну від стандартного протоколу, який передбачає, що Аліса безпосередньо відправляє Бобу фотони, протокол TF передбачає, що між Алісою і Бобом розташовується Чарлі, який порівнює їх і оголошує, чи збіглися отримані біти чи ні. Важливо, що у Чарлі немає інформації про біи, що прийшли до нього, він може тільки порівнювати їх і оголошувати, збіглися вони в даний момент чи ні, тому Чарлі - недовірений вузол.

Тепер вчені реалізували протокол полів-близнюків в реальних умовах. При цьому швидкість генерації ключів в їхньому експерименті подолала теоретичну межу для лінії без повторювачів. Аліса знаходилася в місті Циндао, а Боб - на відстані 511 кілометрів в Цзинані. Між ними розташовувався Чарлі, до якого були проведені кабелі з 12 оптоволокон (вони використовували вже існуючі кабелі). Вісім з цих волокон продовжували використовувати для класичного зв'язку і вчені не задіяли їх в експерименті. Решта потрібні були для безпосередньо передачі секретного ключа, синхронізації довжин хвиль лазерів і синхронізації часу приходу імпульсів.

Серйозний недолік, який породжує технологічну складність протоколу TF - використання двох різних лазерів, сигнали від яких повинні інтерферувати. Тобто вони повинні мати однакові довжини хвиль, поляризацію і приходити до Чарлі в один і той же час. Саме тому в загальному кабелі для передачі ключа окреме оптоволокно необхідно для синхронізації довжин хвиль лазерів. Крім того, ширина спектра лазерів Аліси і Боба повинна складати приблизно 1 Гц. Досягти такої ширини спектральної лінії допомагають вузькосмугові резонатори в схемі Паунда - Древер - Холла.

Рішення всіх перерахований проблем ще не дає можливості реалізувати протокол на великій відстані.

Підписуйтесь на наш Telegram-канал з новинами технологій і культури.

ВАС ЗАЦІКАВИТЬ

Вчені розгорнули систему квантового зв'язку на базі безпілотників

Раніше команда вчених США заявила про те, що їй вперше вдалося здійснити стійку квантову телепортацію на великі відстані. Дослідники телепортували кубіти фотонів через 44 кілометри волокна.