量子通信领域的新功能-十个网络参与者的密钥分配系统

一组物理学家介绍了一个用于十位参与者的量子密钥分配系统-很长时间以来,他们的数量不超过两个。让我们告诉您有关开发和类似物的知识。





照片- Shahadat拉赫曼- Unsplash



在量子网络中,数据是通过使用偏振的光子光纤信道发送。光子非常“脆弱”,读取时会被破坏。从理论上讲,此属性可保护量子通信通道免遭窃听;因此,将其用于经典计算系统之间的加密密钥分配被认为是一种很有前途的解决方案。



同时,即使在科学实验室的水平上,此类系统的实施也花费很多,并且无法实现高传输率。在大多数情况下,它们使用简单的点对点格式,使用转发器和受信任的节点读取编码的数据并将其沿链发送。这种方法-引入了大量的中间元素-在信息安全方面抵消了系统已宣布的某些优势,使网络部署的结构和过程变得复杂。



八月,一群南非物理学家揭开了另一种量子密钥分配机制的序幕。它使您可以在十个参与者之间建立交流,而无需中继器。



怎么运行的



对于这个项目,工程师们提出了摆脱量子密钥分配系统中的经典编码方法,并使用轨道角动量(OAM传输密码信息的方法-它描述了光子的旋转和扭曲方向,并具有很高的信息容量。科学家们甚至将传统量子密钥分配系统中光子的极化与抛硬币进行了比较,将OAM与具有无限多个边的骰子进行了比较。





照片-jesse ramirez -Unsplash



为进行数据交换,提出了一种称为“包裹转移”的方案(通过包裹))。具有编码信息的光子依次接收十个网络参与者,每个参与者都使用OAM执行某些操作而无需读取。因此,光子不会被破坏并返回给发送者。后者进行控制读数并比较传输前后的光子状态。最重要的是,即使只有一部分网络参与者彼此信任,例如,三到四个,新方法仍允许您分发密钥。经典系统尚不能拥有这种功能。



IT行业的发展



这种发展使商业和政府量子网络的出现更加紧密(美国能源部已经在讨论类似的项目),从而降低了基础设施的成本并提高了其理论效率。例如,奥地利量子光学与量子信息研究所相信,在未来五年内,量子网络将能够在50至100公里的距离内统一计算设备。






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