ייתכן שמערכות קריפטו מודרניות של מפתח ציבורי היו חשופות לאחרונה לפגמי אבטחה מול מחשבים קוונטיים רבי עוצמה. מערכות קריפטו קוונטיות משכו תשומת לב רבה כפתרון פוטנציאלי.
מערכות הצפנה קוונטיות משתמשות במפתחות קוונטיים המבטיחים אבטחה על בסיס פיזיקת הקוונטים במקום מורכבות חישובית. לפיכך, מאמינים שהם בטוחים יותר.
הטכניקה החיונית להטמעת מערכות הצפנה קוונטיות היא הפצת מפתח קוונטי (QKD). כדי למסחר את QKD, יש לפתור שני קשיים טכנולוגיים מרכזיים. האחד הוא מרחק התקשורת, והשני הוא ההתרחבות מתקשורת אחד לאחד (1:1) לתקשורת רשת של אחד לרבים (1:N) או רבים לרבים (N:N).
צוות המחקר ב- מכון קוריאה למדע וטכנולוגיה (KIST, מנהל Seok-jin Yoon) הוכיח בהצלחה רשת TF QKD מעשית. זוהי ההדגמה הניסיונית השנייה של רשת TF QKD בעולם אחרי אוניברסיטת טורונטו בקנדה.
קרדיט
מכון קוריאה למדע וטכנולוגיה
צוות המחקר הציע מבנה חדש של רשת TF QKD הניתן להרחבה לרשת שניים לרבים (2:N) המבוססת על ריבוי חלוקה לקיטוב, זמן ואורך גל. בניגוד להדגמה הראשונה של אוניברסיטת טורונטו המבוססת על מבנה רשת טבעתית, הארכיטקטורה של צוות המחקר מבוססת על רשת כוכבים. האות הקוונטי במבנה טבעת חייב לעבור דרך כל משתמש המחובר לטבעת; עם זאת, למבנה הכוכב יש את זה רק דרך המרכז, מה שמאפשר ליישם מערכת QKD מעשית יותר.
הצוות החיל מבנה הכנס והפעל (PnP) על מערכת TF QKD זו. שלא כמו מערכת TF QKD קונבנציונלית, המשתמשת במערכות בקרה רבות כדי לשמור על חוסר ההבחנה בין שני אותות קוונטיים הנפלטים ממקורות האור השונים של שני משתמשים, ארכיטקטורת PnP TF QKD החדשה הזו דורשת מהצד השלישי האמצעי ליצור ולשדר את האותות הראשוניים לשני המשתמשים באמצעות מקור אור יחיד, והאותות חוזרים לצד השלישי על ידי ביצוע נסיעה הלוך ושוב.
כתוצאה מכך, למשתמשים יש בעצם אותו אורך גל, ואפקט השבירה הדו-פעמית של הערוץ מפצה אוטומטית על כל סחיפה של קיטוב. בנוסף, מכיוון ששני האותות הולכים באותו נתיב אך בכיוונים שונים, תזמוני ההגעה שלהם תמיד זהים. לכן ניתן ליישם את הארכיטקטורה שפותחה על ידי צוות המחקר באמצעות בקר פאזה בלבד. החוקרים השלימו הדגמה ניסיונית של רשת TF QKD המבוססת על הארכיטקטורה.
סאנג-ווק האן, מנהיג המרכז למידע קוונטי, אמר, "זהו הישג מחקרי משמעותי המראה את האפשרות לפתור את שני המכשולים העיקריים למסחור QKD, והשגנו טכנולוגיית מפתח המובילה את המחקר המקביל".
עיון ביומן:
- Park, CH, Woo, MK, Park, BK et al. 2×N תצורת רשת הפצת מפתח קוונטית כפול-שדות המבוססת על ריבוי קיטוב, אורך גל וחלוקת זמן. npj Quantum Inf י"ב, 8 (48). DOI: 10.1038/s41534-022-00558-8
