Dwustukilometrowa podróż klucza kwantowego

Uczonym z amerykańskiego Narodowego Instytutu Standardów i Technologii (NIST), japońskiego NNT oraz Uniwersytetu Stanforda udało się przesłać kwantowy klucz na rekordową odległość 200 kilometrów. Podczas eksperymentu wykorzystano przede wszystkim obecnie używane technologie i urządzenia. Przeprowadzono go w laboratorium Uniwersytetu Stanforda, a sam klucz przesłano 200-kilometrowym światłowodem nawiniętym na szpulę. Przy okazji ustanowiono rekord prędkości przesyłania kwantowych kluczy szyfrujących. Dane generowano z prędkością 1 gigabita na sekundę, co oznacza, że w ciągu sekundy przesłano 10 miliardów impulsów świetlnych.

Należy jednak zwrócić uwagę na fakt, że sama transmisja odbywała się znacznie wolniej. Przesyłany sygnał był bowiem po drodze korygowany i zabezpieczany. Ponadto nie szyfrowano nim żadnej wiadomości, więc nie można mówić tutaj o testowaniu kompletnego systemu QKD (quantum key dystribution – dystrybucja kwantowego klucza). Uczeni chcieli przede wszystkim sprawdzić teoretyczną wydajność systemu oraz przetestować nowe rozwiązania technologiczne.

Głównym celem eksperymentu było sprawdzenie w praktyce działania superszybkich rosyjskich detektorów pojedynczych fotonów. Rosyjskie detektory charakteryzują się niskim współczynnikiem błędów oraz wyjątkowo szybkim czasem przejścia elektronu ze stanu wzbudzenia do stanu spoczynku. Zmiana stanów odbywa się w ciągu bilionowych części sekundy.

Eksperyment dowiódł, że możliwe jest szybkie generowanie kluczy kwantowych i przesyłanie ich na duże odległości. Testowany system sprawdziłby się w dużych miastach, więc firmy mogłyby korzystać z kryptografii kwantowej, która jest znacznie bezpieczniejsza od obecnie wykorzystywanych technik kryptograficznych, podczas przesyłania poufnych dokumentów pomiędzy sobą.

klucz kwantowy kryptografia eksperyment NIST NTT Uniwersytet Stanforda QKD quantum key distribution