Оптичний трюк з минулого. Вчені використали ефект 200-річної давнини для захисту цифрових даних
У Варшавському університеті розробили нову систему квантового розподілу ключів (QKD) у міських оптоволоконних мережах на основі відкриття 1836 року.
Про це повідомляє Science Daily.
Науковці знайшли спосіб зробити передачу надсекретних даних інтернет-кабелями значно простішою. Замість традиційного бінарного підходу, коли сигнал має лише два значення, фізики застосували багатовимірне кодування.
Секрет нової установки полягає в її простоті. Раніше для таких завдань будували громіздку мережу інтерферометрів — приладів, які розділяють промінь світла на дві частини, пускають їх різними шляхами, а потім знову зводять разом. Тепер для реєстрації цих складних станів потрібен лише один детектор фотонів. Це повністю знімає потребу у частому та складному переналаштуванні обладнання
«Традиційно квантовий розподіл ключів використовує так звані кубіти — найпростіші одиниці квантової інформації», — пояснює доктор Міхал Карпінський, керівник Лабораторії квантової фотоніки на фізичному факультеті Варшавського університету.
«Хоча цей метод вже добре перевірений, він не завжди відповідає вимогам складніших застосунків. [Тож] замість кубітів, які дають один із двох результатів вимірювання, ми використовуємо складніші квантові стани, що можуть набувати кількох значень».
В основу розробки ліг ефект Тальбота — класичне оптичне явище, описане ще у 1836 році. Дослідники вивчали поведінку фотонів, коли частинка світла прибуває не «рано» чи «пізно», а існує як комбінація обох можливостей одночасно.
Вчені виявили: якщо застосувати цей старий ефект до світлових імпульсів, сигнал не розмазується, а самостійно відновлюється і стає чітким під час проходження через оптичне волокно.
«Перевагою нашого методу є його висока ефективність, оскільки всі події виявлення фотонів є корисними, — каже аспірант факультету фізики Університету Вісконсина Адам Відомський. — Крім того, нам не потрібно перебудовувати установку для різних вимірів суперпозицій — ми можемо виявляти 2D і 4D суперпозиції без зміни обладнання або стабілізації приймача».
Систему вже успішно випробували на кількакілометровому відрізку університетської оптоволоконної мережі. Щоб переконатися в надійності захисту, польська команда залучила експертів з кібербезпеки з Італії та Німеччини. Ті допомогли виявити та усунути теоретичні вразливості стандартизованих протоколів.
Роботу профінансували в рамках міжнародної програми QuantERA/ Результати дослідження опублікували в наукових журналах Optica Quantum, Optica та Physical Review Applied.
Источник: techno.nv.ua