Huomattavaa on, että kvanttiavaimen jakeluprotokollat, kuten Bennett–Brassard-malli, tarjoavat informaatioteoreettista turvallisuutta. Tähän mennessä toteutetut kvanttiprotokollat ovat kuitenkin joutuneet uuteen hyökkäysluokkaan, jossa käytetään hyväksi toteutettujen kvanttitilojen tai mittausten ja niiden teoreettisen mallinnuksen välistä epäsopivuutta, kuten lukuisissa kokeissa on osoitettu.
Ensimmäistä kertaa kansainvälinen tutkijaryhmä, johon kuuluu tutkijoita EPFL, on osoittanut kokeellisesti korkeaan laatuun perustuvan lähestymistavan kvanttiavainten jakeluun kvantti takertuminen — tarjoaa paljon laajemmat turvallisuustakuut kuin aikaisemmat järjestelmät.
Professori Rüdiger Ubanke, IC Schoolin dekaani, joka yhdessä Ph.D. opiskelija Kirill Ivanov, yksi paperin kirjoittajista, sanoi: ”Vuosien aikana on ymmärretty, että QKD-järjestelmillä voi olla huomattava etu: käyttäjien on tehtävä vain hyvin yleisiä oletuksia prosessissa käytettävistä laitteista. QKD:n uusin muoto tunnetaan nykyään yleisesti nimellä "laiteriippumaton QKD". Tämän kokeellisesta toteutuksesta tuli alan tärkeä tavoite. Siksi on jännittävää, että tällainen läpimurtokoe on vihdoin saatu aikaan.
Kokeessa käytettiin kahta yksittäistä ionia - yhtä lähettäjälle ja toista vastaanottimelle - ja niitä pidettiin erillisissä ansoissa, jotka oli yhdistetty toisiinsa optisella kuidulla. Ionien välinen kietoutuminen tuotettiin tässä perustavanlaatuisessa kvanttiverkossa ennätyksellisen tarkasti miljoonien ajojen aikana.
Protokollaa ei olisi voitu toteuttaa käytännössä hyödyllisellä tavalla ilman tällaista johdonmukaista korkealaatuisen sotkeutumislähdettä. Yhtä tärkeää oli varmistaa, että sotkeutumista hyödynnettiin oikein. Teoriassa merkittäviä läpimurtoja vaadittiin tietojen käsittelyyn, salausavaimen tehokkaaseen poimimiseen ja optimaalisen suorituskyvyn varmistamiseen koko kokeen ajan.
Kokeessa "lailliset osapuolet" - ionit - sijaitsivat yhdessä ja samassa laboratoriossa. Mutta niiden etäisyyden laajentamiseen kilometreiksi on selkeä reitti. Tämän näkökulman ja viimeaikaisen edistyneen asiaan liittyvien kokeiden myötä Saksassa ja Kiinassa on nyt todellinen mahdollisuus muuttaa teoreettinen tekniikka käytännön teknologiaksi.
Lehden viite:
- Nadlinger DP et ai. Kokeellinen kvanttiavaimen jakauma, varmennettu Bellin lauseella. luonto, julkaistu verkossa 27. heinäkuuta 2022, DOI: 10.1038/s41586-022-04941-5
