قابل توجه است که پروتکل های توزیع کلید کوانتومی مانند طرح بنت-براسارد امنیت تئوری اطلاعات را فراهم می کنند. با این حال، پروتکل‌های کوانتومی که تاکنون محقق شده‌اند، در معرض دسته جدیدی از حملات هستند که از عدم تطابق بین حالت‌های کوانتومی یا اندازه‌گیری‌های پیاده‌سازی‌شده و مدل‌سازی نظری آنها بهره‌برداری می‌کنند، همانطور که در آزمایش‌های متعدد نشان داده شده است.
برای اولین بار، یک تیم بین المللی از دانشمندان، از جمله محققان از EPFL، رویکردی را به صورت تجربی برای توزیع کلید کوانتومی بر اساس کیفیت بالا نشان داده است درهمتنیدگی کوانتومی - ارائه تضمین های امنیتی بسیار گسترده تر از طرح های قبلی.
پروفسور رودیگر اوبانکه، رئیس دانشکده IC که به همراه دکترا. دانشجوی کریل ایوانف، یکی از نویسندگان مقاله، گفت: طی سال‌ها، متوجه شدیم که طرح‌های QKD می‌توانند مزایای قابل‌توجهی داشته باشند: کاربران باید فقط مفروضات بسیار کلی را در مورد دستگاه‌هایی که در این فرآیند به کار می‌روند داشته باشند. جدیدترین شکل QKD اکنون به طور کلی به عنوان "QKD مستقل از دستگاه" شناخته می شود. اجرای آزمایشی آن به یک هدف اصلی در این زمینه تبدیل شد. به همین دلیل هیجان انگیز است که چنین آزمایش موفقیت آمیزی در نهایت به دست آمده است."
دو یون منفرد در آزمایش مورد استفاده قرار گرفتند - یکی برای فرستنده و دیگری برای گیرنده - و در تله‌های جداگانه‌ای که توسط فیبر نوری به هم متصل شده بودند، نگهداری شدند. درهمتنیدگی بین یون‌ها در این شبکه کوانتومی بنیادی با وفاداری بی‌سابقه در میلیون‌ها بار تولید شد.
این پروتکل نمی‌توانست بدون چنین منبع ثابتی از درهم تنیدگی با کیفیت بالا، عملاً مفید عمل کند. تأیید اینکه این درهم تنیدگی به درستی مورد بهره برداری قرار گرفته است به همان اندازه بسیار مهم بود. در تئوری، پیشرفت‌های مهمی برای پردازش داده‌ها، استخراج مؤثر کلید رمزنگاری و اطمینان از عملکرد بهینه در طول آزمایش مورد نیاز بود.
در این آزمایش، "احزاب قانونی" - یون ها - در یک آزمایشگاه قرار داشتند. اما مسیر روشنی برای افزایش فاصله آنها تا کیلومتر وجود دارد. با این چشم‌انداز و پیشرفت‌های اخیر بیشتر در آزمایش‌های مرتبط در آلمان و چین، اکنون یک چشم‌انداز واقعی برای تبدیل نظری به فناوری عملی وجود دارد.
مرجع مجله:
- نادلینگر DP و همکاران. توزیع کلید کوانتومی تجربی با تایید قضیه بل. طبیعت، منتشر شده آنلاین در 27 ژوئیه 2022، DOI: 10.1038/s41586-022-04941-5
