Sikre metropolitiske kvantenetværk bevæger sig et skridt nærmere

Vellykkede nye felttests af et system med kontinuerlig variabel kvantnøglefordeling (CV-QKD) over kommercielle fibernet kan bane vejen for dets anvendelse i storbyområder.

Det er den vigtigste præstation fra et fælles team af kinesiske forskere, udgivet i dag i Quantum Science and Technology , som demonstrerer CV-QKD-transmission over kommerciel implementeret fiberforbindelse med en afstand på 50 kilometer.

Teamleder og hovedforfatter, Prof. Hong Guo, fra et fælles team fra Peking University og Beijing University of Posts and Telecommunications (PKU-BUPT fælles team), Beijing, sagde:"CV-QKD giver, i princippet, ubetingede hemmelige nøgler til beskyttelse af folks data - såsom bankoplysninger, e -mails og adgangskoder.

"Det har tiltrukket megen opmærksomhed i de sidste par år, fordi den bruger standard telekomponenter, der fungerer ved stuetemperatur, i stedet for specifikke kvanteenheder såsom enkeltfotondetektorer osv., og det har potentielt meget højere hemmelige nøglerenter. Imidlertid, de fleste tidligere CV-QKD-demonstrationer på langdistance blev kun udført i laboratoriefibre, uden forstyrrelser forårsaget af markmiljøet. "

Hovedforfattere Dr. Yichen Zhang og Prof. Song Yu, fra PKU-BUPT fælles team, Beijing, sagde:"Der er flere udfordringer ved at bringe et praktisk CV-QKD-system fra et laboratorium til den virkelige verden. Implementerede kommercielle mørke fibre er uundgåeligt udsat for meget stærkere forstyrrelser fra ændrede miljøforhold og fysisk stress. Dette medfører igen alvorlige forstyrrelser af de transmitterede kvantetilstande.

"De lider også af større tab på grund af splejser, skarpe bøjninger og mellemfiberkoblinger. Softwaren og hardwaren til CV-QKD-moduler skal ikke kun være designet til at klare alle de forhold, der påvirker transmissionsfiberen, men skal også være robust konstrueret til at fungere i lokaler designet til standard telekomudstyr. Desuden, da systemerne skal køre kontinuerligt og uden hyppig opmærksomhed, de skal være designet til automatisk at komme sig efter eventuelle fejl og beskytte slutbrugere mod afbrydelser af tjenesten. "

PKU-BUPT fælles forskerhold udførte to felttests af CV-QKD over kommercielle fibernet i to byer i Kina-Xi'an og Guangzhou-og opnåede transmissionsdistancer på 30,02 km (12,48 dB tab) og 49,85 km (11,62 dB tab) ), henholdsvis.

Prof. Hong Guo sagde:"De længste tidligere felttest af et CV-QKD-system var over en 17,52 km indsat fiber (10,25 dB tab) og en 17,7 km indsat fiber (5,6 dB tab), hvor de hemmelige nøglehastigheder var 0,2 kbps og 0,3 kbps, henholdsvis.

"Sammenlignet med disse resultater, vores resultater viser mere end to gange transmissionsafstand, og to størrelsesordener højere hemmelige nøglerenter, dog i mere tabende kommercielle fiberforbindelser.

"Dette er et vigtigt skridt i at bringe CV-QKD tættere på daglig brug. Det har skubbet CV-QKD mod en mere praktisk ramme, og, naturligt, man kan forvente, at et kvantegaranteret sikkert hovedstadsnetværk kan bygges inden for rækkevidde af nuværende teknologier. "