Примечательно, что квантовые протоколы распределения ключей, такие как схема Беннета-Брассара, обеспечивают теоретико-информационную безопасность. Однако реализованные к настоящему времени квантовые протоколы подвержены новому классу атак, использующих несоответствие между реализуемыми квантовыми состояниями или измерениями и их теоретическим моделированием, что было продемонстрировано в многочисленных экспериментах.
Впервые международная группа ученых, включающая исследователей из EPFL, экспериментально продемонстрировал подход к распределению квантовых ключей, основанный на высококачественных квантовая запутанность — предлагая гораздо более широкие гарантии безопасности, чем предыдущие схемы.
Профессор Рюдигер Убанке, декан школы IC, который вместе с доктором философии. студент Кирилл Иванов, один из авторов статьи, сказал: «За прошедшие годы стало понятно, что схемы QKD могут иметь замечательное преимущество: пользователи должны делать только очень общие предположения относительно устройств, используемых в процессе. Новейшая форма QKD теперь широко известна как «независимая от устройства QKD». Экспериментальная реализация этого стала главной целью в этой области. Вот почему так волнительно, что такой прорывной эксперимент, наконец, был осуществлен».
В эксперименте использовались два одиночных иона — один для отправителя и один для приемника — и удерживались в отдельных ловушках, соединенных между собой оптическим волокном. Запутанность между ионами была получена в этой фундаментальной квантовой сети с рекордно высокой точностью на протяжении миллионов прогонов.
Протокол не мог бы быть выполнен практически полезным образом без такого последовательного источника высококачественной запутанности. Не менее важным было проверить правильность использования запутанности. Теоретически для обработки данных, эффективного извлечения криптографического ключа и обеспечения оптимальной производительности на протяжении всего эксперимента требовались значительные прорывы.
В эксперименте «законные партии» — ионы — находились в одной и той же лаборатории. Но есть четкий путь к увеличению их расстояния до километров. С этой перспективой и дальнейшим недавним прогрессом в связанных экспериментах в Германии и Китае теперь есть реальная перспектива превращения теории в практическую технологию.
Справочник журнала:
- Надлингер Д.П. и соавт. Экспериментальное квантовое распределение ключей, подтвержденное теоремой Белла. природа, опубликовано в сети 27 июля 2022 г., DOI: 10.1038/s41586-022-04941-5
