למרבה הפלא, פרוטוקולי הפצת מפתחות קוונטיים כגון ערכת בנט-בראסארד מספקים אבטחה תיאורטית של מידע. עם זאת, פרוטוקולים קוונטיים שהתממשו עד כה כפופים לסוג חדש של התקפות המנצלות חוסר התאמה בין המצבים הקוונטיים או המדידות המיושמות לבין המודל התיאורטי שלהם, כפי שהוכח בניסויים רבים.
לראשונה, צוות בינלאומי של מדענים, כולל חוקרים מ EPFL, הדגימה גישה ניסויית להפצת מפתח קוונטי המבוססת על איכות גבוהה הסתבכות קוונטית - מציע ערבויות אבטחה רחבות בהרבה מאשר תוכניות קודמות.
פרופסור Rüdiger Ubanke, דיקן בית הספר ל-IC אשר יחד עם Ph.D. הסטודנט קיריל איבנוב, הוא אחד מחברי העיתון, אמר, "לאורך השנים, התברר שלתוכניות QKD יכולות להיות תועלת יוצאת דופן: המשתמשים צריכים להניח רק הנחות כלליות מאוד לגבי המכשירים המופעלים בתהליך. הצורה החדשה ביותר של QKD ידועה כיום בדרך כלל בשם 'QKD בלתי תלוי במכשיר'. יישום ניסיוני של זה הפך למטרה מרכזית בשטח. לכן זה מרגש שסוף סוף הושג ניסוי פריצת דרך שכזה".
שני יונים בודדים שימשו בניסוי - אחד עבור השולח ואחד עבור המקלט - והוחזקו במלכודות נפרדות המקושרות יחדיו על ידי סיב אופטי. הסתבכות בין היונים נוצרה ברשת קוונטית בסיסית זו עם נאמנות שיא לאורך מיליוני ריצות.
הפרוטוקול לא היה יכול להתבצע בצורה מועילה מעשית ללא מקור כה עקבי של הסתבכות איכותית. לא פחות חשוב היה לוודא שההסתבכות נוצלה כראוי. פריצות דרך משמעותיות, בתיאוריה, נדרשו לעיבוד הנתונים, לחילוץ יעיל של המפתח ההצפנה והבטחת ביצועים מיטביים לאורך כל הניסוי.
בניסוי, ה'צדדים הלגיטימיים' - היונים - אותרו במעבדה אחת ויחידה. אבל יש מסלול ברור להרחבת המרחק שלהם לקילומטרים. עם פרספקטיבה זו והתקדמות נוספת לאחרונה בניסויים קשורים בגרמניה ובסין, יש כעת סיכוי אמיתי להפוך תיאורטי לטכנולוגיה מעשית.
עיון ביומן:
- Nadlinger DP et al. התפלגות מפתח קוונטי נסיונית מאושרת על ידי משפט בל. טבע, פורסם באינטרנט ב-27 ביולי 2022, DOI: 10.1038/s41586-022-04941-5
