Figyelemre méltó, hogy a kvantumkulcs-elosztási protokollok, mint például a Bennett–Brassard-séma, információelméleti biztonságot nyújtanak. Az eddig megvalósított kvantumprotokollok azonban a támadások egy új osztályának vannak kitéve, amelyek kihasználják a végrehajtott kvantumállapotok vagy mérések és azok elméleti modellezése közötti eltérést, amint azt számos kísérlet kimutatta.
Ez az első alkalom, hogy egy nemzetközi tudóscsoport, köztük kutatók is EPFL, kísérletileg bemutatott egy jó minőségen alapuló kvantumkulcs-elosztási megközelítést kvantum összefonódás – sokkal szélesebb körű biztonsági garanciákat kínál, mint a korábbi rendszerek.
Rüdiger Ubanke professzor, az IC School dékánja, aki Ph.D.-vel együtt Kirill Ivanov diák, a lap egyik szerzője elmondta: „Az évek során felismerték, hogy a QKD-sémák figyelemreméltó előnyökkel járhatnak: a felhasználóknak csak nagyon általános feltételezéseket kell tenniük a folyamat során alkalmazott eszközöket illetően. A QKD legújabb formáját ma már általában „eszközfüggetlen QKD” néven ismerik. Ennek kísérleti megvalósítása lett a fő cél a területen. Ezért is izgalmas, hogy végre sikerült egy ilyen átütő kísérletet megvalósítani.”
A kísérletben két egyedi iont használtak – egyet a küldőnek és egyet a vevőnek –, és külön csapdákban tartották őket, amelyeket optikai szál kapcsolt össze. Az ionok közötti összefonódás ebben az alapvető kvantumhálózatban jött létre rekordnagy pontossággal több millió futam során.
A protokollt nem lehetett volna gyakorlatilag hasznos módon végrehajtani a jó minőségű összefonódás ilyen következetes forrása nélkül. Ugyanilyen fontos volt annak ellenőrzése, hogy az összefonódást megfelelően kihasználták-e. Elméletileg jelentős áttörésekre volt szükség az adatfeldolgozáshoz, a kriptográfiai kulcs hatékony kinyeréséhez és az optimális teljesítmény biztosításához a kísérlet során.
A kísérletben a „törvényes felek” – az ionok – egy és ugyanabban a laboratóriumban helyezkedtek el. De van egy világos út a távolságuk kilométerekre való kiterjesztésére. Ebből a perspektívából és a közelmúltban a németországi és kínai kísérletek terén elért további előrehaladásból valós kilátás nyílik arra, hogy az elméletből gyakorlati technológiává váljon.
Journal Reference:
- Nadlinger DP et al. Kísérleti kvantumkulcs-eloszlás, amelyet Bell tétele igazol. Természet, közzétéve online 27. július 2022-én, DOI: 10.1038/s41586-022-04941-5
