قد تكون أنظمة التشفير الحديثة ذات المفتاح العام عرضة للثغرات الأمنية ضد أجهزة الكمبيوتر الكمومية القوية. جذبت أنظمة التشفير الكمومية الكثير من الاهتمام كحل محتمل.
تستخدم أنظمة التشفير الكمومية مفاتيح الكم التي تضمن الأمان على أساس فيزياء الكم بدلا من التعقيد الحسابي. ومن ثم ، يُعتقد أنهم أكثر أمانًا.
التقنية الأساسية لتنفيذ أنظمة التشفير الكمومية هي توزيع المفتاح الكمي (QKD). لتسويق QKD تجاريًا ، يجب حل مشكلتين تقنيتين رئيسيتين. أحدهما هو مسافة الاتصال ، والآخر هو التوسع من اتصال واحد إلى واحد (1: 1) إلى اتصال شبكة واحد إلى متعدد (1: N) أو اتصال شبكة متعدد إلى متعدد (N: N).
فريق البحث في المعهد الكوري للعلوم والتكنولوجيا (KIST ، مدير Seok-jin Yoon) أظهر بنجاح شبكة TF QKD عملية. هذا هو العرض التجريبي الثاني لشبكة TF QKD في العالم بعد جامعة تورنتو في كندا.
CREDIT
المعهد الكوري للعلوم والتكنولوجيا
اقترح فريق البحث بنية شبكة جديدة TF QKD قابلة للتطوير لشبكة ثنائية إلى متعددة (2: N) تعتمد على تعدد إرسال الاستقطاب والوقت وطول الموجة. على عكس العرض التوضيحي الأول لجامعة تورنتو استنادًا إلى بنية الشبكة الحلقية ، فإن بنية فريق البحث تعتمد على شبكة النجوم. يجب أن تمر الإشارة الكمومية في بنية الحلقة عبر كل مستخدم متصل بالحلقة ؛ ومع ذلك ، فإن الهيكل النجمي يمتلكه فقط من خلال المركز ، مما يجعل من الممكن تنفيذ نظام QKD عملي أكثر.
طبق الفريق بنية التوصيل والتشغيل (PnP) على نظام TF QKD. على عكس نظام TF QKD التقليدي ، الذي يستخدم العديد من أنظمة التحكم للحفاظ على عدم القدرة على التمييز بين إشارتين كميتين تنبعثان من مصادر الضوء المختلفة لمستخدمين ، تتطلب بنية PnP TF QKD الجديدة من الطرف الثالث الأوسط إنشاء ونقل الإشارات الأولية إلى كلا المستخدمين باستخدام مصدر ضوء واحد ، وتعود الإشارات إلى الطرف الثالث عن طريق القيام برحلة ذهابًا وإيابًا.
نتيجة لذلك ، يكون للمستخدمين نفس الطول الموجي بشكل أساسي ، ويعوض تأثير الانكسار للقناة تلقائيًا عن أي انجراف في الاستقطاب. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن الإشارتين تتبعان نفس المسار ولكن في اتجاهات مختلفة ، فإن توقيت وصولهما هو نفسه دائمًا. وبالتالي يمكن تنفيذ البنية التي طورها فريق البحث باستخدام وحدة تحكم في الطور فقط. أكمل الباحثون عرضًا تجريبيًا لشبكة TF QKD بناءً على الهندسة المعمارية.
سانغ ووك هان ، قائد مركز المعلومات الكمومية ، محمد, "إنه إنجاز بحثي مهم يُظهر إمكانية حل العائقين الرئيسيين أمام تسويق QKD ، وقد اكتسبنا تقنية رئيسية تقود البحث المقابل."
المرجع مجلة:
- Park ، CH ، Woo ، MK ، Park ، BK وآخرون. 2 × N تكوين شبكة توزيع المفتاح الكمي ثنائي المجال على أساس الاستقطاب وطول الموجة وتعدد الإرسال بتقسيم الوقت. npj الكم إنف 8 ، 48 (2022). DOI: 10.1038/s41534-022-00558-8
