Благодаря сотрудничеству между исследователями Quantum Communications Hub и их немецкими коллегами мир стал на шаг ближе к максимально безопасной конференц-связи, что позволяет вести квантово-безопасный разговор между четырьмя сторонами одновременно.
Демонстрация, проведенная исследователями из Университета Хериот-Ватт и опубликованная в Science Advances , является своевременным шагом, учитывая глобальную зависимость от удаленной совместной работы, включая конференц- связь, с начала пандемии C19.
Поступали сообщения о значительном росте кибератак на популярные платформы для телеконференций в прошлом году. Этот прогресс в области квантовой защищенной связи может привести к конференц-звонкам с неотъемлемыми мерами безопасности, подкрепленными принципами квантовой физики.
Старший автор, профессор Алессандро Федрицци, возглавлявший группу в Heriot-Watt, сказал: «Мы давно знаем, что квантовая запутанность , которую Альберт Эйнштейн назвал« жутким действием на расстоянии », может использоваться для распространения секретных ключей. Наша работа первый пример, когда это было достигнуто с помощью «жутких действий» между несколькими пользователями одновременно — то, что будущее квантового Интернета сможет использовать ».
Безопасная связь основана на совместном использовании криптографических ключей. Ключи, используемые в большинстве систем, относительно короткие и поэтому могут быть скомпрометированы хакерами, а процедура распределения ключей находится под растущей угрозой со стороны быстро развивающихся квантовых компьютеров. Эти растущие угрозы безопасности данных требуют новых безопасных методов распространения ключей.
Зрелая квантовая технология под названием квантовое распределение ключей (QKD), впервые развернутая в этой демонстрации в сетевом сценарии, использует свойства квантовой физики для обеспечения гарантированного безопасного распределения криптографических ключей.
QKD использовался для защиты связи более трех десятилетий, обеспечивая связь на расстояние более 400 км по наземному оптоволокну, а в последнее время даже через космос, однако, что очень важно, эта связь когда-либо происходила только между двумя сторонами, что ограничивает практичность технологии, используемой для облегчить безопасное общение между несколькими пользователями.
Система, продемонстрированная здесь командой, использует ключевое свойство квантовой физики, запутанность, которая является свойством квантовой физики, которое дает корреляции — более сильные, чем те, с которыми мы знакомы в повседневной жизни — между двумя или более квантовыми системами, даже если они разделены большими расстояниями.
Используя многостороннюю запутанность, команда смогла обмениваться ключами одновременно между четырьмя сторонами посредством процесса, известного как «Соглашение о ключах квантовой конференции», преодолевая ограничения традиционных систем QKD на обмен ключами между двумя пользователями и позволяя Первый квантовый конференц-звонок, который состоится с изображением Чеширского кота, совместно используемым четырьмя сторонами, разделенными оптическим волокном длиной до 50 км.
Квантовые сети на основе запутанности — это лишь часть большой программы работы, которую Центр квантовых коммуникаций предпринимает для создания сетей с квантовой безопасностью будущего.
Продемонстрированная здесь технология может значительно снизить затраты на ресурсы для конференц-связи в квантовых сетях по сравнению со стандартными двухсторонними методами QKD. Это один из первых примеров ожидаемых преимуществ квантового Интернета будущего, который, как ожидается, обеспечит запутанность системы глобально распределенных узлов.
Дополнительная информация: «Ключевое соглашение экспериментальной квантовой конференции» Science Advances (2021). DOI: 10.1126 / sciadv.abe0395
Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК