Etablering af grænserne for kvantesikker kommunikation

Forskere ved University of Yorks Center for Quantum Technology har gjort et vigtigt gennembrud i teorien om kvantesikker kommunikation.

Dagens klassiske kommunikation, f.eks. e -mail eller telefon, er potentielt sårbare over for aflyttere, da konventionel datakryptering er baseret på faktorisering af store heltal, en operation, der er beregningsmæssigt hård på en klassisk computer, men let kan løses på en kvantecomputer.

For nylig, Google sagde, at store kvantecomputere kun er fem år fra kommerciel udnyttelse, derfor en tidsfrist for de nuværende klassiske metoder til privat kommunikation. Forskere siger, at løsningen kommer fra området for kvantnøglefordeling (QKD).

QKD bruger partikler, såsom fotoner, at gøre det muligt for to fjerntliggende parter at producere en delt tilfældig hemmelig nøgle, som de kun kender, som derefter kan bruges til at kryptere og dekryptere fortrolige meddelelser. Sikkerheden er ikke beregningsmæssig, men baseret på en grundlæggende naturlov, usikkerhedsprincippet.

Maksimumssatser

Baseret på denne idé, sikre kvantenetværk bygges i stor skala i Storbritannien og andre lande, Kina spiller en vigtig rolle og leder også efterforskningen af ​​kvante -satellitkommunikation.

I et sådant scenario er det afgørende at forstå de ultimative grænser for QKD, hvad angår maksimumssatser, eller kapacitet, hvor to parter kan distribuere hemmelige nøgler i en punkt-til-punkt-forbindelse.

I et papir udgivet i Naturkommunikation , forskere har etableret disse kapaciteter gennem de vigtigste kommunikationslinjer, herunder optiske fibre.

Protokoller

Professor Stefano Pirandola fra universitetets Institut for Datalogi sagde:"Dette er et gennembrudsresultat, fordi det fastlægger den ultimative ydeevne, som enhver punkt-til-punkt-protokol for QKD ikke kan overgå.

"At sætte disse grænser er ekstremt vigtigt for både teoretikere og eksperimentelle, fordi de giver benchmarking for nye teoretiske protokoller og egentlige eksperimentelle implementeringer. "

Undersøgelsen blev finansieret af EPSRC via det britiske kvantekommunikationsknudepunkt.