Είναι αξιοσημείωτο ότι τα πρωτόκολλα διανομής κβαντικών κλειδιών όπως το σχήμα Bennett–Brassard παρέχουν ασφάλεια θεωρητικής πληροφορίας. Ωστόσο, τα κβαντικά πρωτόκολλα που έχουν πραγματοποιηθεί μέχρι στιγμής υπόκεινται σε μια νέα κατηγορία επιθέσεων που εκμεταλλεύονται μια αναντιστοιχία μεταξύ των κβαντικών καταστάσεων ή των μετρήσεων που εφαρμόζονται και της θεωρητικής τους μοντελοποίησης, όπως αποδεικνύεται σε πολλά πειράματα.
Για πρώτη φορά, μια διεθνής ομάδα επιστημόνων, συμπεριλαμβανομένων ερευνητών από EPFL, έχει επιδείξει πειραματικά μια προσέγγιση στη διανομή κβαντικών κλειδιών που βασίζεται στην υψηλή ποιότητα κβαντική εμπλοκή — προσφέροντας πολύ ευρύτερες εγγυήσεις ασφάλειας από τα προηγούμενα συστήματα.
Ο καθηγητής Rüdiger Ubanke, Κοσμήτορας της Σχολής IC, ο οποίος μαζί με τον Ph.D. Ο φοιτητής Kirill Ivanov, είναι ένας από τους συγγραφείς της εφημερίδας, είπε, «Με τα χρόνια, έχει γίνει αντιληπτό ότι τα συστήματα QKD μπορούν να έχουν ένα αξιοσημείωτο όφελος: οι χρήστες πρέπει να κάνουν μόνο πολύ γενικές υποθέσεις σχετικά με τις συσκευές που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία. Η πιο πρόσφατη μορφή του QKD είναι πλέον γενικά γνωστή ως 'ανεξάρτητη από συσκευή QKD'. Μια πειραματική εφαρμογή αυτού έγινε κύριος στόχος στο πεδίο. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο είναι συναρπαστικό που επιτεύχθηκε επιτέλους ένα τέτοιο πρωτοποριακό πείραμα».
Δύο μεμονωμένα ιόντα χρησιμοποιήθηκαν στο πείραμα - ένα για τον αποστολέα και ένα για τον δέκτη - και κρατήθηκαν σε ξεχωριστές παγίδες συνδεδεμένες μεταξύ τους με μια οπτική ίνα. Η εμπλοκή μεταξύ των ιόντων παρήχθη σε αυτό το θεμελιώδες κβαντικό δίκτυο με πιστότητα ρεκόρ σε εκατομμύρια διαδρομές.
Το πρωτόκολλο δεν θα μπορούσε να είχε πραγματοποιηθεί με πρακτικά χρήσιμο τρόπο χωρίς μια τέτοια συνεπή πηγή εμπλοκής υψηλής ποιότητας. Η επαλήθευση της σωστής εκμετάλλευσης της εμπλοκής ήταν εξίσου σημαντική. Θεωρητικά, απαιτήθηκαν σημαντικές ανακαλύψεις για την επεξεργασία δεδομένων, την αποτελεσματική εξαγωγή του κρυπτογραφικού κλειδιού και τη διασφάλιση της βέλτιστης απόδοσης σε όλο το πείραμα.
Στο πείραμα, τα «νόμιμα μέρη» - τα ιόντα - βρίσκονταν σε ένα και το αυτό εργαστήριο. Υπάρχει όμως σαφής διαδρομή για την επέκταση της απόστασής τους σε χιλιόμετρα. Με αυτή την προοπτική και περαιτέρω πρόσφατη πρόοδο σε σχετικά πειράματα στη Γερμανία και την Κίνα, υπάρχει τώρα μια πραγματική προοπτική μετατροπής της θεωρητικής σε πρακτική τεχνολογία.
Αναφορά στο περιοδικό:
- Nadlinger DP et al. Πειραματική κατανομή κβαντικού κλειδιού πιστοποιημένη από το θεώρημα του Bell. Φύση, που δημοσιεύτηκε ηλεκτρονικά στις 27 Ιουλίου 2022, DOI: 10.1038/s41586-022-04941-5
