Квантовое распределение ключей (КРК) привносит в коммуникацию мощь квантовых вычислений, используя уникальные свойства квантовой физики для создания системы, которую невозможно взломать. Теперь новая сеть, разработанная международной командой, прокладывает путь к осуществлению мечты: целый город, работающий с помощью квантовой связи.
Квантовый мир сильно отличается от мира природы, который мы видим вокруг нас каждый день и который контролируется тем, что квантовые ученые называют «классической физикой». Согласно классической физике такой объект, как ключ от вашего дома, может находиться только в одном месте одновременно. Однако на самом маленьком квантовом уровне фотоны света могут вступать в так называемую суперпозицию, что означает, что они существуют в нескольких местах одновременно.
Но суперпозиции имеют интересную оговорку: они распадаются, если их непосредственно наблюдать. Если бы ученый попытался непосредственно наблюдать квантовую суперпозицию, он снова распался бы на две отдельные позиции.
Итак, согласно идее, то, что верно для квантовых ученых, одинаково верно и для хакеров, пытающихся проникнуть в электронную почту. В КРК эти фотоны отправляются через квантовый канал с секретным ключом, который можно использовать для расшифровки сообщения. До сих пор это было возможно только между двумя пользователями.
Работа команды ученых, расширила это число до восьми пользователей, а моделирование до 32 пользователей. Система может работать на расстоянии чуть более 17 километров.
От двух до восьми может показаться долгим путем, пока КРК не будет готов управлять городскими коммуникациями, и это так. Но скачок представляет собой огромный прорыв и делает квантовый Интернет гораздо более реалистичным. До сих пор создание квантовой сети требовало огромных затрат, времени и ресурсов, а также часто ставило под угрозу ее безопасность, что сводило на нет цель в целом.
Новое решение масштабируемое, относительно дешевое и, что самое главное, неприступное.
Процесс КРК может быть развернут в таком большом городе, как Лондон, с населением почти 9 миллионов человек, в течение 20 лет. Половина этого срока не из-за самой технологии, а из-за отсутствия оптоволоконной инфраструктуры в домах. Если бы оптоволоконные технологии были широко доступны для всех граждан, это заняло бы около 10 лет.
И если бы вместо этого технология была применена в широкомасштабном предприятии, таком как подключение банкоматов к их домашним банкам, то ушло бы всего лишь 5-6 лет.
Учитывая, что только в Соединенных Штатах существует более 80 000 банкоматов, уязвимых для взлома, это изменение означало бы огромное повышение безопасности.
Квантовые сети включают обширную инфраструктуру. Но благодаря мультиплексированию, которое разделяет световые частицы, излучаемые одной системой, фотоны могут эффективно приниматься множеством пользователей», - говорит он.
При этом фундаментальные принципе такой сети на удивление просты. Резкое сокращение сложности и усилий, необходимых для создания большой сети, позволят запустить её в течение месяца.