Kanadensiska och amerikanska forskare har tagit ett viktigt steg mot att möjliggöra att kvantnätverk är kostnadseffektiva och verkligen skyddade från attacker.

Experimenten, av teamet från University of Calgary, California Institute of Technology och National Institute of Standards and Technology, Colorado, bevisa livskraften hos ett mätutrustningsoberoende kvantnyckeldistributionssystem (QKD), baserat på lättillgänglig hårdvara.

QKD tillhandahåller en metod för bevisligen säker kommunikation. Många QKD -system, inklusive kommersiella system, har utvecklats under de senaste 30 åren, och viktiga element som hemliga nyckeltal och maximal överföring har kontinuerligt förbättrats.

Lagets resultat, publiceras idag i tidningen Kvantvetenskap och teknik , visar hur de använde kostnadseffektiv och kommersiellt tillgänglig hårdvara, såsom distribuerad feedback (DFB) lasrar och fältprogrammerbar grindmatris (FPGA) elektronik, som möjliggör förberedelse av tidskorg och tidtagning, och aktiva återkopplingssystem som möjliggör kompensation av tidsvarierande egenskaper hos fotoner efter överföring genom distribuerad fiber.

Den första författaren Raju Valivarthi sa:"Quantum hacking under det senaste decenniet har också visat, dock, att specifikationerna för komponenter och enheter som används i faktiska QKD -system aldrig helt överensstämmer med den teoretiska beskrivning som används i säkerhetsbevis, vilket kan äventyra säkerheten för riktiga QKD -system. Till exempel, så kallade "bländande attacker" utnyttjar sårbarheter hos enstaka fotondetektorer (SPD) för att öppna en sidokanal, via vilken en avlyssning kan få fullständig information om den (antagliga) säkra nyckeln. Att göra praktiska QKD -system säkra mot alla sådana attacker är en utmanande uppgift. "

Seniorförfattaren Dr Qiang Zhou sa:"Vårt MDI-QKD-system innehåller fyra delar:qubit-förberedelsemodul, BSM -modul (Bell State Measurement) kontrollmodul, och tidtagningsmodul, som tillåter nyckelgenerering från qubits i slumpmässigt förberedda tillstånd. Det är värt att notera att vår kontrollmodul i demonstrationen är ytterligare förbättrad för att kontrollera polariseringen och ankomsttiden för fotoner som reser från Alice och Bob till Charlie, vilket säkerställer deras oskiljbarhet vid BSM -tidpunkten. "

Gruppledare professor Wolfgang Tittel sa:"Vår experimentella demonstration banar väg för MDI-QKD-baserade kvantnät med stjärntyp med kbps hemliga nyckeltal som sträcker sig över geografiska avstånd på mer än 100 km."