O mundo superou o límite da chave cuántica por primeira vez

O mundo superou o límite da clave cuántica por primeira vez. A taxa de clave da fonte de fotón único disparouse un 79 %.

Distribución de claves cuánticas(QKD) é unha tecnoloxía de cifrado baseada en principios da física cuántica e mostra un gran potencial para mellorar a seguridade da comunicación. Esta tecnoloxía transmite claves de cifrado mediante o uso dos estados cuánticos de fotóns ou outras partículas. Dado que estes estados cuánticos non se poden replicar nin medir sen cambiar os seus estados, aumenta considerablemente a dificultade para que as partes maliciosas intercepten o contido da comunicación entre as dúas partes sen ser detectadas. Debido á dificultade para preparar fontes de fotón único (SPS) reais, a maioría dos sistemas de distribución de claves cuánticas (QKD) desenvolvidos actualmente baséanse en fontes atenuadasfontes de luzque simulan fotóns individuais, como pulsos láser de baixa intensidade. Dado que estes pulsos láser poden non conter fotóns ou conter varios fotóns, só arredor do 37 % dos pulsos empregados no sistema pódense empregar para xerar claves de seguridade. Investigadores chineses superaron recentemente con éxito as limitacións do sistema de distribución de claves cuánticas (QKD) proposto anteriormente. Utilizaron fontes auténticas de fotóns individuais (SPS, é dicir, sistemas capaces de emitir fotóns individuais baixo demanda).

O obxectivo principal dos investigadores é construír un sistema físico capaz de emitir fotóns individuais de alto brillo baixo demanda, superando así as limitacións fundamentais ás que se enfrontaban as fontes de luz debilitadas empregadas no pasado para construír sistemas de distribución de chaves cuánticas (QKD). A súa esperanza é que este sistema poida mellorar a fiabilidade e o rendemento da tecnoloxía de distribución de chaves cuánticas (QKD), sentando así as bases para o seu despregamento futuro en contornas reais. Na actualidade, o experimento obtivo resultados moi prometedores porque se descubriu que o seu SPS ten unha eficiencia extremadamente alta e aumenta significativamente a velocidade á que oSistema QKDxera claves de seguridade. En xeral, estes achados destacan o potencial dos sistemas QKD baseados en SPS, o que indica que o seu rendemento pode superar significativamente o dos sistemas QKD baseados en WCP. «Demostramos por primeira vez que o rendemento de QKD baseado en SPS supera o límite de taxa fundamental de WCP», afirmaron os investigadores. Na proba QKD de campo da canle urbana en espazo libre cunha perda de 14,6(1,1) dB, conseguimos unha taxa de clave segura (SKR) de 1,08 × 10−3 bits por pulso, que foi un 79 % maior que o límite real do sistema QKD baseado en luz de coherencia débil. Non obstante, na actualidade, a perda máxima de canle do sistema SPS-QKD segue sendo inferior á do sistema WCP-QKD. A menor perda de canle observada polos investigadores no seu sistema de distribución de claves cuánticas (QKD) non proviña do propio sistema, senón que se atribuíu ao efecto multifotónico residual no protocolo sen señuelo que estaban a executar. Como parte da investigación futura, esperan mellorar a tolerancia á perda do sistema optimizando aínda máis o rendemento da fonte de fotón único (SPS) na capa inferior do sistema ou introducindo estados de cebo no sistema. Crese que o progreso tecnolóxico continuo promoverá gradualmente o desenvolvemento da distribución de claves cuánticas (QKD) cara a aplicacións prácticas e xerais.