Anmärkningsvärt nog ger kvantnyckeldistributionsprotokoll som Bennett-Brassard-schemat informationsteoretisk säkerhet. Kvantprotokoll som hittills har realiserats är dock föremål för en ny klass av attacker som utnyttjar en oöverensstämmelse mellan de implementerade kvanttillstånden eller mätningarna och deras teoretiska modellering, vilket demonstrerats i många experiment.
För första gången, ett internationellt team av forskare, inklusive forskare från EPFL, har demonstrerat ett tillvägagångssätt experimentellt för distribution av kvantnyckel baserat på hög kvalitet kvantsammanflätning — erbjuder mycket bredare säkerhetsgarantier än tidigare system.
Professor Rüdiger Ubanke, dekanus för IC-skolan som tillsammans med Ph.D. student Kirill Ivanov, är en av tidningens författare, sa: "Under åren har man insett att QKD-scheman kan ha en anmärkningsvärd fördel: användare behöver bara göra mycket allmänna antaganden om de enheter som används i processen. Den senaste formen av QKD är nu allmänt känd som "enhetsoberoende QKD". En experimentell implementering av detta blev ett stort mål på området. Det är därför det är spännande att ett sådant genombrottsexperiment äntligen har uppnåtts.”
Två enstaka joner användes i experimentet - en för sändaren och en för mottagaren - och hölls i separata fällor sammanlänkade av en optisk fiber. Intrassling mellan jonerna producerades i detta grundläggande kvantnätverk med rekordhög trohet över miljontals körningar.
Protokollet kunde inte ha genomförts på ett praktiskt användbart sätt utan en så konsekvent källa till högkvalitativ intrassling. Det var lika viktigt att verifiera att förvecklingen utnyttjades korrekt. Betydande genombrott, i teorin, krävdes för databehandlingen, den effektiva utvinningen av den kryptografiska nyckeln och för att säkerställa optimal prestanda under hela experimentet.
I experimentet var de 'legitima parterna' — jonerna — placerade i ett och samma laboratorium. Men det finns en tydlig väg för att utöka avståndet till kilometer. Med det perspektivet och ytterligare nya framsteg i relaterade experiment i Tyskland och Kina, finns det nu en verklig möjlighet att förvandla teoretisk till praktisk teknik.
Tidskriftsreferens:
- Nadlinger DP et al. Experimentell kvantnyckelfördelning certifierad av Bells teorem. Natur, publicerad online 27 juli 2022, DOI: 10.1038/s41586-022-04941-5
