Forskere foreslår ændring af kvantekrypteringssystem med kompakt detektor

Et nyt system kan reducere produktionsomkostningerne betydeligt ved massekvantumdistributionsnetværk (QKD), hvilket vil gøre dem tilgængelige for et bredere brugerpublikum. Dette vil gøre det muligt at bruge QDK i den almindelige fiberoptiske kabelinfrastruktur. Avisen blev offentliggjort i Videnskabelige rapporter .

Mange har hørt om quantum key distribution (QKD), som også undertiden kaldes kvantekryptering. I dag, dette er en af ​​de sikreste måder at kode oplysninger, som derefter kan bruges af store banker, militære og statslige organisationer. I et QDK -system, informationen overføres ved kvantestråling, hvilket er ekstremt svært for aflyttere at opfange.

"Som regel, QKD bruger et svagt laserlys med et gennemsnitligt antal fotoner mindre end enhed, "forklarer Eduard Samsonov, en forskningsassistent ved ITMOs fakultet for fotonik og optisk information. "Dette lys har grundlæggende særlige træk, de såkaldte kvanteeffekter, der ikke efterlader en chance for en tredjepart at infiltrere kanalen for at læse oplysningerne uden at blive bemærket. "

Efterspørgslen efter QKD -systemer vokser konstant. Der er, imidlertid, en hindring for deres masseproduktion - det kræver meget komplekst og dyrt udstyr. I øvrigt, disse systemer kan næppe bruges i den allerede eksisterende fiberoptiske infrastruktur. For nylig, Forskere fra ITMO University har offentliggjort en artikel, hvor de foreslår en måde at løse disse problemer på.

ITMO -universitetets forskere har udviklet et QKD -system med kohærent detektion baseret på underbærebølge -kvantenøglefordelingsprotokol.

Systemets vigtigste fremragende egenskab er metoden, der bruges til at danne tilstande med en elektro-optisk fasemodulator. "Det er, hvis strålingen sker ved en bestemt optisk frekvens, fasemodulation resulterer i, at underbærerfrekvenser dannes, som indeholder visse oplysninger om det transmitterede signal. Hvis moduleringsindekset er lavt, lysstråling ved disse underbærerfrekvenser vil være svag, "forklarer Eduard Samsonov.

Forskernes største gennembrud er en unik metode til kohærent detektion for præcis denne form for system. I bunden af ​​metoden er brugen af ​​en bæreroptisk frekvens, der ikke transmitterer nogen information i sig selv, men kan bruges som en understøttelse til at registrere den svage signalfase fra underbærerfrekvenser.

Effektivt, forskerne foreslår at installere en anden modulator som den, der skaber det indledende signal ved underbærerfrekvenser, men med et øget modulationsindeks, og derefter bringe signalet igennem det igen. Denne måde, yderligere underbærerfrekvenser oprettes endnu en gang og interagerer med dem, der kommer fra senderen. "Dermed, med konstruktiv interferens vil størstedelen af ​​strålingen være ved underbærerfrekvenserne - og omvendt, med destruktiv interferens vil størstedelen være ved den centrale frekvens, som kan registreres af en saldo detektor. "

På samme tid, systemet opretholder al sikkerhed og sikkerhed ved QKD. Forskerne har skabt en matematisk model af det foreslåede skema, hvilket korrelerer godt med eksperimentelle data. De har også foreslået en analyse af den udviklede protokols modstandsdygtighed over for kollektive angreb.