Söker efter bättre säkerhet under dataöverföring, regeringar och andra organisationer runt om i världen har investerat i och utvecklat teknik relaterad till kvantkommunikation och relaterade krypteringsmetoder. Forskare tittar på hur dessa nya system - som, i teorin, skulle tillhandahålla ohackabla kommunikationskanaler-kan integreras i befintliga och framtida fiberoptiska nät.
Forskning vid National Institute of Information and Communications Technology i Japan, av ett team som inkluderar Senior Visiting Researcher Tobias A. Eriksson, har löfte om att lösa en av de viktigaste utmaningarna för den här applikationen:hur man uppnår säker kommunikation med kontinuerligt variabel kvantnyckeldistribution. Förkortas ofta som QKD, denna metod är det pågående utbytet av krypteringsnycklar, genererad med kvantteknik, för kryptering av data som överförs mellan två eller flera parter.
I ett dokument som ska presenteras på OFC:The Optical Fiber Communications Conference and Exhibition som hålls 3-7 mars i San Diego, Kalifornien, Eriksson och hans kollegor säger att den främsta stötesten för den här applikationen är brus som genereras av fiberförstärkare på nuvarande generations enkelmodiga fibersystem. Deras forskning involverade att utforska hur man kan utnyttja fiberoptisk teknik med flera kärnor som förväntas användas i framtida överföringsnät.
Som namnet antyder, flerkärniga fiberoptiska system använder flera fiberkärnor i en enda sträng genom vilken data kan överföras. I dagens fibernät, varje sträng har vanligtvis bara en kärna.
"Säker kommunikation är en av de svåraste utmaningarna just nu och många av de nuvarande krypteringsmetoderna kan en dag lätt brytas av algoritmer utformade för kvantdatorer, "Säger Eriksson." En anledning till att vi inte har sett kommersiell distribution av QKD är att tekniken inte är kompatibel med nuvarande nätverksarkitektur. "
När multicore -fiber börjar distribueras i framtiden, Eriksson sa:forskare tittar på hur den tekniken kan utnyttjas för att lösa krypteringsproblemet.
"Frågan vi ställde oss själva är om de rumsliga dimensionerna hos flerkärniga fibrer kan utnyttjas för samförökning av klassiska och kvantsignaler, "Eriksson sa." Det vi fann är att de klassiska kanalerna kan överföras helt omedvetna om kvantsignalerna, vilket i fiber med enkelmod inte är möjligt eftersom förstärkarbruset dödar kvantkanalerna. "
Erikssons team mätte överflödigt buller från överhörning mellan de klassiska och kvantkanalerna, med 19-kärnig fiber. De fann att detta tillvägagångssätt har potential att stödja 341 QKD -kanaler, med 5 GHz -avstånd mellan våglängder på 1537 nm och 1563 nm.
Teamets tekniska resultat beskrivs i ett dokument som ska presenteras i San Diego vid OFC -mötet. Gruppen rapporterade att när kvantkanalerna använder en dedikerad kärna i en fiber med flera kärnor, nätverksoperatörer kan undvika bruset som genereras av överföring från kärna till kärna genom att se till att våglängderna för kvantsignalerna från QKD ligger i skyddsbandet mellan de klassiska kanalerna som bär data. Denna enkla lösning löser problemet med multiplexering av kvant- och klassiska kanaler och undviker att introducera nya komponenter för de klassiska kommunikationskanalerna.
