Fysikere bruger kvantehukommelse til at demonstrere kvantesikker direkte kommunikation

For første gang, fysikere har eksperimentelt demonstreret en kvantesikker direkte kommunikation (QSDC) protokol kombineret med kvantehukommelse, som er afgørende for lagring og kontrol af overførsel af oplysninger. Indtil nu, QSDC -protokoller har brugt fiberforsinkelseslinjer som en erstatning for kvantehukommelse, men brug af kvantehukommelse er nødvendig for fremtidige applikationer, såsom langdistancekommunikation over sikre kvantenetværk.

Forskerne, Wei Zhang et al., fra University of Science and Technology of China og Nanjing University of Posts and Telecommunications, har udgivet et papir om deres eksperimentelle demonstration i et nyligt nummer af Fysisk gennemgangsbreve .

QSDC er en af ​​flere forskellige typer kvantekommunikationsmetoder, og har evnen til direkte at overføre hemmelige meddelelser over en kvantekanal. I modsætning til de fleste andre kvantekommunikationsmetoder, QSDC kræver ikke, at de to kommunikerende parter på forhånd deler en privat nøgle. Ligesom andre former for kvantekommunikation, metodens sikkerhed er afhængig af nogle af de grundlæggende principper for kvantemekanik, såsom usikkerhedsprincippet og den ikke-klonende sætning.

Som fysikerne forklarer, en kvantehukommelse er nødvendig for QSDC -protokoller for effektivt at kontrollere overførsel af information i fremtidige kvantenetværk. Imidlertid, eksperimentelt at realisere kvantehukommelse med QSDC er udfordrende, fordi det kræver lagring af sammenfiltrede enkeltfoner og etablering af sammenfiltring mellem adskilte minder.

I deres eksperimenter, forskerne demonstrerede de fleste af de vigtigste trin i protokollen, herunder indviklingsgenerering; kanalsikkerhed; og fordelingen, opbevaring, og kodning af sammenfiltrede fotoner. På grund af vanskeligheden ved at afkode sammenfiltrede fotoner på den optimale måde (hvilket kræver at skelne mellem fire kvantetilstande), forskerne brugte en alternativ afkodningsmetode, der er lettere at implementere.

I fremtiden, forskerne forventer, at det vil være muligt at demonstrere QSDC på tværs af afstande på 100 km eller mere i ledigt rum, ligner de nylige demonstrationer af kvantnøglefordeling, kvanteteleportation og sammenfiltringsfordeling over disse afstande. Opnåelse af dette mål vil markere et vigtigt skridt i realiseringen af ​​satellitbaseret langdistance og global skala QSDC i fremtiden.

© 2017 Phys.org