Китайские специалисты разработали метод безопасного квантового шифрования на основе запутывании для использования в Квантовом распределении ключей (Quantum Key Distribution), об этом исследователи написали статью на онлайн журнале nature.com.
Квантовое распределение ключей (QKD) - теоретически безопасный способ обмена секретными ключами между удаленными пользователями. Это было продемонстрировано в лаборатории на спиральном оптическом волокне длиной до 404 километров.
В полевых условиях QKD из точки в точку была достигнута от спутника до наземной станции на расстоянии до 1200 километров. Однако реальная криптография на основе QKD предназначена для физически расположенных пользователей на Земле, для которых максимальное расстояние составляет около 100 километров. Использование надежных ретрансляторов может расширить эти расстояния от типичного мегаполиса до межгородских и даже межконтинентальных расстояний.
Однако ретрансляторы создают риски безопасности, которых можно избежать, используя QKD на основе запутывания, которому присуща независимая от источника безопасность. Распределение запутывания на большие расстояния может быть реализовано с использованием квантовых повторителей, но связанная с этим технология все еще не готова для практических реализаций.
Очевидной альтернативой для расширения диапазона квантовой связи без ущерба для ее безопасности является спутниковое QKD, но до сих пор спутниковое распределение запутывания не было достаточно эффективным для поддержки QKD.
Специалисты демонстрировали QKD на основе запутывания между двумя наземными станциями, распределенным на 1120 километров, с конечной скоростью секретного ключа 0,12 бит в секунду, без необходимости в доверенных реле. Запутанные фотонные пары были распределены по двум двунаправленным нисходящим линиям связи от спутника Micius к двум наземным обсерваториям в Делингхе и Наньшане в Китае. Разработка высокоэффективного телескопа и дополнительной оптики существенно повысила эффективность связи. Сгенерированные ключи безопасны для реалистичных устройств, потому что наземные приемники были тщательно спроектированы, чтобы гарантировать справедливую выборку и защиту от всех известных побочных каналов. Этот метод не только увеличивает безопасное расстояние на земле в десять раз, но также повышает практическую безопасность QKD до беспрецедентного уровня.