МОСКВА, 5 февраля. /ТАСС/. Китайские физики создали первую в мире систему квантовой связи на базе "запутанных" атомов, которая способна передавать ключи шифрования на очень большие расстояния, превышающие 100 км, и которая при этом полностью защищена от атак, эксплуатирующих техническое несовершенство компонентов этих квантовых сетей. Описание технологии было опубликовано в статье в научном журнале Science.
"Мы продемонстрировали возможность работы подобных систем квантового распределения ключей на "междугородних" расстояниях, что сокращает пропасть между экспериментами по созданию квантово-защищенных сетей и применением этих технологий в реальном мире. Помимо распределения ключей этот же подход можно применять для создания генераторов случайных чисел и проведения фундаментальных опытов по изучению квантовой механики", - говорится в исследовании.
Как отмечают ученые, квантовые линии связи в теории невозможно взломать из-за того, что любая попытка считать данные из защищенной линии связи нарушит квантовое состояние частиц, используемых для передачи информации. Проблема заключается в том, что уже существующие линии квантовой связи не совсем идеально реализуют те принципы, на базе которых они построены, что позволяет "взламывать" их, опираясь на технические особенности в работе приемников фотонов и других компонентов сети.
Для решения этой проблемы группа китайских исследователей под руководством профессора Научно-технологического университета Китая (Хэфэй) Паня Цзяньвэя, одного из ведущих разработчиков систем наземной и космической квантовой связи в мире, разработала специальный протокол квантовой связи, уровень защищенности которой не зависит от погрешностей и особенностей в работе всех ключевых компонентов квантовой сети.
В своей работе он опирается на два атома рубидия-87, помещенных в оптические ловушки и находящихся в особом квантовом состоянии, который физики называют "атомами Ридберга". Они играют роль ячеек "квантовой памяти", хранящей в себе информацию, которой обмениваются узлы сети при помощи одиночных частиц света, испускаемых "атомами Ридберга" под действием особым образом скомпонованных вспышек лазера. Эти фотоны затем преобразуются в более "долгоживущую" форму и передаются через обычное оптоволокно для "запутывания" атомов и передачи данных.
Проведенные учеными первые опыты с этой системой показали, что разработанный ими подход повысил отношение сигнала к шуму примерно в 1,5 тыс. раз по сравнению с предыдущими наработками в этой области. Это позволяет запутывать атомы и обмениваться ключами шифрования на расстоянии, превышающем сто километров, а не на дистанции в несколько сотен метров, что было доступно в рамках прошлых опытов со стойкими к атакам системами квантовой связи, подытожили исследователи.