Co ciekawe, protokoły dystrybucji kluczy kwantowych, takie jak schemat Bennetta-Brassarda, zapewniają bezpieczeństwo w teorii informacji. Jednak dotychczas zrealizowane protokoły kwantowe są przedmiotem nowej klasy ataków wykorzystujących niedopasowanie między zaimplementowanymi stanami kwantowymi lub pomiarami a ich modelowaniem teoretycznym, co wykazano w licznych eksperymentach.
Po raz pierwszy międzynarodowy zespół naukowców, w tym badacze z EPFL, zademonstrował eksperymentalne podejście do dystrybucji klucza kwantowego oparte na wysokiej jakości splątanie kwantowe — oferowanie znacznie szerszych gwarancji bezpieczeństwa niż poprzednie systemy.
Profesor Rüdiger Ubanke, Dziekan IC School, który wraz z dr. student Kirill Ivanov, jeden z autorów gazety, powiedział: „Z biegiem lat zdano sobie sprawę, że programy QKD mogą przynieść niezwykłą korzyść: użytkownicy muszą przyjmować tylko bardzo ogólne założenia dotyczące urządzeń wykorzystywanych w procesie. Najnowsza forma QKD jest obecnie powszechnie znana jako „QKD niezależne od urządzenia”. Eksperymentalne wdrożenie tego stało się głównym celem w terenie. Dlatego ekscytujące jest, że udało się wreszcie przeprowadzić tak przełomowy eksperyment”.
W eksperymencie wykorzystano dwa pojedyncze jony – jeden dla nadajnika i jeden dla odbiornika – i były trzymane w osobnych pułapkach połączonych ze sobą światłowodem. Splątanie między jonami zostało wytworzone w tej fundamentalnej sieci kwantowej z rekordową dokładnością w milionach przebiegów.
Protokół nie mógłby zostać przeprowadzony w praktycznie pomocny sposób bez tak spójnego źródła wysokiej jakości splątania. Równie ważne było sprawdzenie, czy splątanie zostało właściwie wykorzystane. Przetwarzanie danych, skuteczna ekstrakcja klucza kryptograficznego i zapewnienie optymalnej wydajności podczas całego eksperymentu wymagały teoretycznie znaczących przełomów.
W eksperymencie „prawowite strony” — jony — znajdowały się w jednym i tym samym laboratorium. Ale istnieje jasna droga do wydłużenia ich odległości do kilometrów. Z tą perspektywą i dalszymi niedawnymi postępami w powiązanych eksperymentach w Niemczech i Chinach, istnieje realna perspektywa przekształcenia technologii teoretycznej w praktyczną.
Referencje czasopisma:
- Nadlinger DP i in. Eksperymentalny rozkład kluczy kwantowych potwierdzony twierdzeniem Bella. Natura, opublikowany w Internecie 27 lipca 2022 r., DOI: 10.1038/s41586-022-04941-5
