В последнее время мы все чаще и чаще слышим о каких-либо событиях в исследованиях в области квантовой механики и квантовой физики, которые обещают большие и скорые свершения в областях квантовых вычислений и квантового Интернета. И пока одни ученые только и знают, что хвастаются своими достижениями, другие ученые, не особо об этом распространяясь, уходят значительно вперед в своих исследованиях и в практическом применении результатов этих исследований. Именно к второй группе можно отнести ученых из Национальной лаборатории в Лос-Аламосе, которые уже более двух лет имеют в своем распоряжении лабораторный вариант квантового Интернета, компьютерной сети, способной передавать сообщения по каналам, защищенным технологиями квантовой криптографии.

Исследователи из Лос-Аламоса создали свою квантовую сеть, используя архитектуру типа "звезда", в которой пакеты от любого узла к другому передаются через центральный узел, называемый хабом. Проблема такого построения сети заключается в слабой масштабируемости, но исследователям удалось успешно решить данную проблему, применив весьма нетрадиционный, с точки зрения построения компьютерных сетей, подход. Они оборудовали каждый из конечных узлов сети, компьютер, квантовым передатчиком на базе лазера, но квантовый приемник, дорогой и весьма габаритный детектор фотонов, установлен только на центральном узле, хабе. Таким образом, только центральный узел способен принимать квантовые сообщения, а все остальные узлы способны посылать и принимать сообщения нормальным способом, который используется в оптоволоконных сетях.



С точки зрения специалистов по информационным технологиям такой подход может показаться весьма ограниченным, но в любом случае, это позволяет каждому узлу квантовым способом передать ключ шифра Вернама на центральный узел. Затем этот ключ используется для шифрования данных, передаваемых обычным способом. Центральный узел выступает в качестве маршрутизатора, передавая сообщения от одного узла к другому через заранее инициированные с обоими узлами безопасные соединения. Таким образом поддерживается безопасность всей сети в целом при условии обеспечения высокого уровня безопасности центрального узла.

Большое преимущество такого подхода к построению безопасных квантовых сетей заключается в том, что устройство, устанавливаемое на каждом узле, является достаточно простым и дешевым, ведь это просто небольшой лазер с несложной оптической системой. А стандартная оптоволоконная связь позволит подключать к квантовой сети практически любое устройство, которое имеет соответствующий интерфейс.