Experimentinställningar. Laser:1550 nm med pulsrepetitionsfrekvens 50 MHz; FPGA-fältprogrammerbar gate array, ATT-dämpare, PC-polarisationskontroller, ILP in-line polarisator, optisk CIR-cirkulator, PBS-polarisationsstråldelare, FC 90:10 filterkopplare, PMFC-polarisationsupprätthållande filterkopplare, PM-fasmodulator, IM-intensitetsmodulator med släckning förhållande på 45,1 dB, ISO-isolator, FR 90 graders Faraday-rotator, SPD supraledande nanotråds-enfotondetektor med över 85 % detektionseffektivitet, 50 Hz mörkerräkningshastighet och 15 ns återställningstid. Den asymmetriska Mach-Zehnder-interferometern består av två PMFC, och fördröjningslängden är cirka 2 m. Kredit:Light:Science &Applications (2022). DOI:10.1038/s41377-022-00769-w
Ett team av forskare vid Tsinghua University i Kina har slagit avståndsrekordet för kvantsäker direktkommunikation (QSDC) genom att skicka information med deras protokoll ett avstånd på 102,2 km. I deras artikel publicerad i tidskriften Light:Science and Applications , beskriver gruppen hur de tog fram ett nytt QSDC-protokoll och använde det för att skicka säkra signaler över en fiberkabel för att förlänga avståndet som sådana meddelanden kunde skickas.
QSDC drar fördel av intrassling som ett sätt att säkra nätverksöverföring över osäkra datalinjer. Eftersom sådana partiklar är länkade på ett sätt som inte kan ändras, kan protokoll som använder dem inte hackas utan att upptäckas av system på den avsedda mottagningssidan av sådana meddelanden. Allt eftersom forskningen har fortskridit för att möjliggöra användningen av QSDC i verkliga applikationer, har målet varit att minska fel, öka överföringshastigheterna och framför allt utöka avståndet som meddelanden som använder protokollet kan skickas. Före denna nya insats var rekordet bara 18 km.
För att förlänga det avståndet tog forskarna fram ett nytt QSDC-protokoll, ett som involverar användningen av fotoniska time-bin-tillstånd för att övervaka signaler och fastillstånd för de faktiska kommunikationsmeddelandena. Forskarna föreslår att lägga till sådana funktioner till QSDC-protokollet skyddar mot fasfel och polarisering. Vidare förlitar den sig inte på feedback eller exakt matchning av par av interferometrar. De föreslår också att det gör sådana system mer tillförlitliga också, vilket i sin tur leder till en lägre felfrekvens. Och sänkning av felfrekvensen gör det möjligt att förlänga avståndsmeddelanden med hjälp av protokollet kan skickas.
Forskarna erkänner att överföringshastigheten är långsam, bara 0,54 bps, vilket är långsammare till och med än system som använder klassisk datoranvändning. Men de noterar att det fortfarande är tillräckligt snabbt för att kunna skicka krypterade meddelanden eller till och med telefonsamtal. De föreslår att deras arbete visar att det är möjligt att skapa intercity QSDC-baserade nätverk med hjälp av nuvarande teknik. Och de föreslår vidare att vissa delar av Internet som nu finns kan ersättas med delar baserade på QSDC-protokollet de har utvecklat för att möjliggöra hackerresistent kommunikation. + Utforska vidare
© 2022 Science X Network
