"Штирлицы" оценят новую систему обмена квантовыми ключами

Рекордные показатели дальности передачи квантовых ключей обеспечивает использование специального протокола обмена, разработанного авторами. Кроме того, в состав экспериментальной установки входят полупроводниковые детекторы отдельных фотонов, которые характеризуются высоким значением квантовой эффективности и низкой частотой появления темновых отсчетов, и оптоволоконная линия связи, демонстрирующая минимальный коэффициент затухания (0,164 дБ/км на длине волны в 1 550 нм, что при общей длине линии в 250 км дает затухание 42,6 дБ).

Бит в созданной системе кодируется парой импульсов: «пустым» и «рабочим», среднее число фотонов в котором составляет 0,5; значению «0» соответствуют те пары, в которых первым идет «рабочий» импульс. С целью обеспечения защиты от прослушивания канала получатель случайным образом выбирает импульсы, не используемые для передачи данных, и отправляет их на интерферометр для оценки разности фаз, соответствующей двум соседним кубитам. Система, таким образом, оказывается устойчива к атакам, построенным на изменении числа фотонов в «рабочих» импульсах, содержащих два фотона или более. Дополнительный уровень защиты предоставляют последовательности из двух «рабочих» импульсов.

В экспериментах были достигнуты значения скорости передачи битов в 15 бит/с на расстоянии 250 км и 6 000 бит/с на дистанции 100 км. При этом система, как отмечается, полностью автоматизирована и может работать несколько часов безо всякого вмешательства оператора. В ближайшем будущем авторы надеются увеличить дальность передачи до 300 км.

Полная версия отчета ученых опубликована в издании New Journal of Physics.

Дмитрий Сафин, Компьюлента