Китайські дослідники вперше у світі здійснили практичну реалізацію незалежного від обладнання квантового розподілу ключів (DI-QKD) на відстані 11 кілометрів у згорнутій оптоволоконній мережі, використовуючи заплутані атоми й лазерні технології. Це досягнення відкриває нову еру в галузі захисту даних завдяки надзвичайно високому рівню безпеки, якого неможливо досягти традиційними методами шифрування.
Про це розповідає ProIT
Як працює DI-QKD і чим він відрізняється від класичних рішень
Сучасні криптографічні системи засновані на шифруванні даних за допомогою секретного коду, який розкривається лише за допомогою особливого ключа. Проте розвиток квантових комп’ютерів ставить під загрозу безпеку таких протоколів, оскільки потужні квантові машини здатні швидко зламувати традиційні алгоритми. Квантовий розподіл ключів (QKD) базується на використанні заплутаних квантових частинок, найчастіше фотонів, які неможливо скопіювати чи відстежити без порушення їхнього стану. Однак навіть ці системи можуть мати вразливості, якщо обладнання піддається зламу.
DI-QKD (Device Independent Quantum Key Distribution) усуває цей ризик, адже захист не залежить від апаратної частини. Якщо дві квантові частинки максимально заплутані, жодна третя не може приєднатися до їхнього зв’язку. Відправник і отримувач можуть переконатися у винятковій кореляції властивостей частинок завдяки спеціальним тестам, що гарантує відсутність сторонніх у мережі, а отриманий ключ залишається цілком захищеним від перехоплення.
“Якщо обладнання, яке використовується для передачі частинок, має вразливості, виникає можливість зламати систему та отримати доступ до конфіденційної інформації”.
Деталі експерименту та подальший розвиток технологій
Дослідницька група під керівництвом Цзянь-Вей Пана з Китайського університету науки та технологій протягом 26 днів збирала дані, щоб встановити та передати квантовий ключ на відстань 11 км. Вчені стверджують, що за умови тривалішого збору даних (до 23 років) технологія дозволить встановити зв’язок на відстані до 100 км.
У рамках експерименту на кінцях оптоволоконної мережі ізольовані атоми рубідію стабілізували й керували ними за допомогою лазерів. Атоми випускали окремі фотони, які заплутувалися між собою, після чого довжину хвилі фотонів переводили у телекомунікаційний діапазон для забезпечення більшої дальності передачі по оптоволокну.
Хоча наразі DI-QKD залишається складною та дорогою технологією, експерти прогнозують, що її масове впровадження можливе не раніше ніж через десять років. Однак науковці вже працюють над подоланням обмежень, зокрема над створенням квантових підсилювачів та супутникових протоколів для розширення діапазону DI-QKD-з’єднань до тисяч кілометрів.
Дослідники сподіваються, що впровадження безпечного квантового інтернету стане ключовим інструментом для захисту чутливої та конфіденційної інформації у майбутньому. Цей прорив також надихає на подальші розробки у світі, де все більше компаній і держав прагнуть гарантувати недоторканність своїх даних за допомогою найсучасніших технологій.