Истражувачите од Факултетот за физика при Универзитетот во Варшава развија нов систем за квантно дистрибуирање на клучеви (QKD) кој користи ефектот на Талбот за револуционирање на квантното шифрирање. Овој систем е тестиран во постоечките градски оптички мрежи и резултатите се објавени во списанијата Optica Quantum, Optica и Physical Review Applied.
Контекст
Квантното шифрирање користи индивидуални фотони за генерирање на криптографски клучеви, што го прави еден од најперспективните методи за безбедно пренесување на информации. Традиционалните методи користат кубити, но новиот пристап се базира на повеќедимензионално кодирање.
Детали за истражувањето
„Нашето истражување се фокусира на квантно дистрибуирање на клучеви (QKD) — технологија која користи единечни фотони за воспоставување на безбеден криптографски клуч помеѓу две страни.“ — д-р Михаил Карпински, раководител на Лабораторијата за квантна фотоника при Факултетот за физика, Универзитетот во Варшава
Научниците проучуваат суперпозиции на временски бинови на фотони, каде што фотоните се детектираат како комбинација од можности за „рана“ или „доцна“ пристигнување. Информациите се кодираат во фазната релација меѓу овие светлосни пулси.
Примена на ефектот на Талбот
Ефектот на Талбот, откриен во 1836 година, се користи за создавање систем каде што сигналите се реконструираат со текот на времето додека патуваат низ оптички влакна. Овој феномен овозможува идентификација и мерење на различни квантни состојби.
Поедноставен дизајн на системот
Истражувачите создадоа експериментален QKD систем кој функционира во четири димензии, користејќи само еден детектор за фотони, што значително ги намалува трошоците и техничката сложеност. Оваа методологија овозможува детекција на 2D и 4D суперпозиции без промена на хардверот.
Тестирање и безбедност
Системот беше тестиран во лабораториски услови и во постоечката мрежа на Универзитетот во Варшава. И покрај грешките, резултатите покажаа повисока информациска ефикасност благодарение на повеќедимензионалното кодирање. Тимот соработуваше со експерти од Италија и Германија за анализа на безбедноста на QKD.
Напредок во квантната фотоника
Проектот го зајакна знаењето во областа на напредната квантна фотоника на Универзитетот во Варшава, а истражувањето беше дел од меѓународната програма QuantERA за квантни технологии, координирана од Националниот научен центар на Полска.