Центр квантовой информации Корейского института науки и технологий (KIST) успешно провел экспериментальную демонстрацию сети TF QKD — протокол дальней связи с квантовым распределением ключей. Это вторая экспериментальная демонстрация этой сети в мире — после Университета Торонто в Канаде.
Исследователи предложили новую структуру TF QKD, масштабируемую до сети «два ко многим» (2:N) на основе мультиплексирования с разделением по поляризации, времени и длине волны. В отличие от первой демонстрации в Канаде, основанной на кольцевой структуре сети, нынешняя архитектура основана на звездообразной сети. Квантовый сигнал в кольцевой структуре должен проходить через каждого пользователя, подключенного к кольцу. В звездной же структуре он проходит только через центр, что позволяет реализовать более практичную систему с квантовым распределением ключей.
Для преодоления основных препятствий реализации при разработке системы TF QKD команда применила структуру plug-and-play (PnP). Обычная система TF QKD требует множества систем управления (контроллеры синхронизации, длины волны, фазы и поляризации) для поддержания неразличимости двух квантовых сигналов, излучаемых разными источниками света двух пользователей. В архитектуре PnP TF QKD, разработанной корейскими учеными, средняя третья сторона генерирует и передает начальные сигналы сразу двум пользователям, используя один источник света. Сигналы возвращаются третьей стороне, совершая круговое путешествие.
Следовательно, дрейф поляризации из-за эффекта двойного лучепреломления канала автоматически компенсируется — и пользователи имеют принципиально ту же длину волны. А из-за того, что два сигнала проходят по одному и тому же маршруту в противоположных направлениях, время прибытия сигналов идентично — для реализации архитектуры требуется только фазовый контроллер.
