Maailma on ensimmäistä kertaa rikkonut kvanttiavaimen rajan. Todellisen yksittäisfotonilähteen avainnopeus on noussut 79 prosenttia.
Kvanttiavaimen jakauma(QKD) on kvanttifysiikan periaatteisiin perustuva salaustekniikka, jolla on suuri potentiaali viestinnän turvallisuuden parantamisessa. Tämä tekniikka lähettää salausavaimia käyttämällä fotonien tai muiden hiukkasten kvanttitiloja. Koska näitä kvanttitiloja ei voida kopioida tai mitata muuttamatta niiden tiloja, se lisää huomattavasti haitallisten osapuolten vaikeuksia siepata viestinnän sisältöä osapuolten välillä ilman, että niitä havaitaan. Koska todellisia yksittäisfotonilähteitä (SPS) on vaikea valmistaa, useimmat tällä hetkellä kehitetyt kvanttiavainjakelujärjestelmät (QKD) perustuvat heikennettyihinvalonlähteetjotka simuloivat yksittäisiä fotoneja, kuten matalan intensiteetin laserpulsseja. Koska nämä laserpulssit eivät välttämättä sisällä fotoneja tai sisältävät useita fotoneja, vain noin 37 % järjestelmässä käytetyistä pulsseista voidaan käyttää turva-avainten luomiseen. Kiinalaiset tutkijat ovat äskettäin onnistuneesti voittaneet aiemmin ehdotetun kvanttiavainjakelujärjestelmän (QKD) rajoitukset. He ovat hyödyntäneet aitoja yksittäisfotonilähteitä (SPS, eli järjestelmiä, jotka kykenevät lähettämään yksittäisiä fotoneja tarvittaessa).
Tutkijoiden päätavoitteena on rakentaa fyysinen järjestelmä, joka kykenee emittoimaan kirkkaita yksittäisiä fotoneja tarvittaessa, ja siten voittamaan aiemmin kvanttiavainjakelujärjestelmien (QKD) rakentamiseen käytettyjen heikennettyjen valonlähteiden perustavanlaatuiset rajoitukset. Heidän toiveensa on, että tämä järjestelmä voi parantaa kvanttiavainjakeluteknologian (QKD) luotettavuutta ja suorituskykyä ja siten luoda pohjan sen tulevalle käyttöönotolle todellisissa ympäristöissä. Tällä hetkellä kokeessa on saavutettu erittäin lupaavia tuloksia, koska heidän SPS:nsä on todettu olevan erittäin tehokas ja lisäävän merkittävästi nopeutta, jolla...QKD-järjestelmäluo suojausavaimia. Kaiken kaikkiaan nämä havainnot korostavat SPS-pohjaisten QKD-järjestelmien potentiaalia ja osoittavat, että niiden suorituskyky voi merkittävästi ylittää WCP-pohjaisten QKD-järjestelmien suorituskyvyn. "Olemme ensimmäistä kertaa osoittaneet, että SPS:ään perustuvan QKD:n suorituskyky ylittää WCP:n perustavanlaatuisen nopeusrajan", tutkijat sanoivat. Vapaan tilan kaupunkikanavan kenttä-QKD-testissä, jossa häviö oli 14,6 (1,1) dB, saavutimme turvallisen avaimen nopeuden (SKR) 1,08 × 10−3 bittiä pulssia kohden, mikä oli 79 % korkeampi kuin heikosti koherenttiin valoon perustuvan QKD-järjestelmän todellinen raja. Tällä hetkellä SPS-QKD-järjestelmän suurin kanavahäviö on kuitenkin edelleen pienempi kuin WCP-QKD-järjestelmän. Tutkijoiden havaitsema pienempi kanavahäviö kvanttiavainjakaumajärjestelmässään (QKD) ei johtunut järjestelmästä itsestään, vaan se johtui käyttämänsä houkutusvapaan protokollan jäännösmonifotonivaikutuksesta. Osana tulevaa tutkimusta he toivovat voivansa parantaa järjestelmän häviönsietokykyä optimoimalla edelleen järjestelmän pohjakerroksessa olevan yksittäisfotonilähteen (SPS) suorituskykyä tai ottamalla järjestelmään syöttitiloja. Uskotaan, että jatkuva teknologinen kehitys edistää vähitellen kvanttiavainjakauman (QKD) kehitystä kohti käytännön ja yleisiä sovelluksia.
Julkaisuaika: 25. kesäkuuta 2025