Впервые в истории науки ученые-физики из Китайского университета науки и техники (University of Science and Technology of China) и Наньцзинского университета почты и телекоммуникаций (Nanjing University of Posts and Telecommunications) произвели экспериментальную демонстрацию технологии прямой безопасной квантовой связи (quantum secure direct communication, QSDC). Для реализации протокола QSDC в данном случае использовались промежуточные буферы из специализированной квантовой памяти, которые ранее лишь эмулировались при помощи оптоволоконных линий задержки. Но именно использование квантовой памяти позволяет реализовать всю мощь протокола QSDC и использовать ее в практических целях.

Протокол QSDC является одним из нескольких типов квантовых коммуникаций. Как и все другие квантовые протоколы, он использует некоторые из основных принципов квантовой механики, в частности принцип неопределенности и теорему о запрете клонирования, он позволяет передавать зашифрованные сообщения по безопасному квантовому каналу. Но, в отличие от других протоколов, протокол QSDC не требует процедуры предварительного обмена ключами шифрования между двумя сторонами, участвующими в приеме и передаче информации.

Для эффективной передачи информации по квантовым каналам, которые станут основой будущих квантовых сетей, протокол QSDC нуждается в квантовой памяти. Однако, создание буферной памяти для протокола QSDC сопряжено с рядом трудностей, она, эта память, должна обеспечивать хранение информации в виде состояния запутанных с другими единичных фотонов и одновременно обеспечивать запутанность между отдельными ячейками памяти.

В своей работе китайские исследователи продемонстрировали работоспособность всех основных компонентов протокола QSDC, включая множественную квантовую запутанность, квантовое шифрование, распределение, хранение и передачу квантовой информации при помощи запутанных фотонов. Однако, расшифровка квантового состояния запутанных фотонов требует способности различения четырех различных квантовых состояний, что сопряжено с большими трудностями технического плана. В данном случае исследователям удалось найти компромиссное решение, более простой альтернативный метод считывания информации, который легче поддается практической реализации.

В ближайшем будущем исследователи собираются реализовать прямую квантовую передачу информации при помощи протокола QSDC на расстояние не менее 100 километров по открытому пространству. В данном случае исследователи доработают и модернизируют почти все отдельные компоненты коммуникационной системы, которая, на следующем этапе, будет установлена на экспериментальный космический спутник, предназначенный для проверки работоспособности этой технологии уже в условиях открытого космического пространства.



Ключевые слова:
Квантовые, Коммуникации, Прямая, Связь, Память, Запутанность, Фотон, Протокол, QSDC

Первоисточник

Другие новости по теме:

Новая схема квантовых коммуникаций обеспечивает высокую безопасность без использования квантовой памяти

Ученые МИТ разработали квантовую память, основанную на фотонике.

Ученым удалось осуществить квантовую телепортацию при помощи фотона, прошедшего 25 километров по оптическому волокну

Создан первый вариант универсальной квантовой шины данных

Установлены новые рекорды дальности квантовой телепортации по оптическому волокну

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.