Примітно, що квантові протоколи розподілу ключів, такі як схема Беннета–Брассарда, забезпечують теоретико-інформаційну безпеку. Однак квантові протоколи, реалізовані досі, піддаються новому класу атак, які використовують невідповідність між реалізованими квантовими станами або вимірюваннями та їх теоретичним моделюванням, як було продемонстровано в численних експериментах.
Вперше міжнародний колектив науковців, серед яких дослідники с EPFL, експериментально продемонстрував підхід до квантового розподілу ключів на основі високої якості квантове заплутування — пропонуючи набагато ширші гарантії безпеки, ніж попередні схеми.
Професор Рюдігер Убанке, декан Школи IC, який разом із Ph.D. Студент Кирило Іванов, один із авторів статті, сказав: «З роками було зрозуміло, що схеми QKD можуть мати значну користь: користувачі повинні робити лише дуже загальні припущення щодо пристроїв, які використовуються в процесі. Найновіша форма QKD тепер загальновідома як «незалежна від пристрою QKD». Експериментальне впровадження цього стало головною метою в цій галузі. Ось чому радісно, що такий проривний експеримент нарешті вдалося досягти».
В експерименті використовувалися два окремі іони — один для відправника, а інший для приймача — і утримувалися в окремих пастках, з’єднаних між собою оптичним волокном. Заплутаність між іонами була створена в цій фундаментальній квантовій мережі з рекордно високою точністю протягом мільйонів прогонів.
Протокол не міг би бути виконаний практично корисним способом без такого постійного джерела високоякісного переплутування. Не менш важливою була перевірка того, що заплутаність була використана належним чином. Теоретично значні прориви були потрібні для обробки даних, ефективного вилучення криптографічного ключа та забезпечення оптимальної продуктивності під час експерименту.
В експерименті «законні сторони» — іони — знаходились в одній лабораторії. Але є чіткий шлях до збільшення їх відстані до кілометрів. З такою перспективою та подальшим нещодавнім прогресом у відповідних експериментах у Німеччині та Китаї тепер є реальна перспектива перетворення теоретичної технології на практичну.
Довідка з журналу:
- Надлінгер Д. П. та ін. Експериментальний квантовий розподіл ключів, підтверджений теоремою Белла. природа, опубліковано онлайн 27 липня 2022 р., DOI: 10.1038/s41586-022-04941-5
