Китайские исследователи впервые в мире осуществили практическую реализацию независимого от оборудования квантового распределения ключей (DI-QKD) на расстоянии 11 километров в свитой оптоволоконной сети, используя запутанные атомы и лазерные технологии. Это достижение открывает новую эру в области защиты данных благодаря чрезвычайно высокому уровню безопасности, который невозможно достичь традиционными методами шифрования.
Об этом сообщает ProIT
Как работает DI-QKD и чем он отличается от классических решений
Современные криптографические системы основаны на шифровании данных с помощью секретного кода, который раскрывается лишь с помощью особого ключа. Однако развитие квантовых компьютеров ставит под угрозу безопасность таких протоколов, поскольку мощные квантовые машины способны быстро взламывать традиционные алгоритмы. Квантовое распределение ключей (QKD) базируется на использовании запутанных квантовых частиц, чаще всего фотонов, которые невозможно скопировать или отследить без нарушения их состояния. Однако даже эти системы могут иметь уязвимости, если оборудование поддается взлому.
DI-QKD (Device Independent Quantum Key Distribution) устраняет этот риск, ведь защита не зависит от аппаратной части. Если две квантовые частицы максимально запутаны, ни одна третья не может присоединиться к их связи. Отправитель и получатель могут убедиться в исключительной корреляции свойств частиц благодаря специальным тестам, что гарантирует отсутствие посторонних в сети, а полученный ключ остается полностью защищенным от перехвата.
«Если оборудование, используемое для передачи частиц, имеет уязвимости, возникает возможность взломать систему и получить доступ к конфиденциальной информации».
Детали эксперимента и дальнейшее развитие технологий
Исследовательская группа под руководством Цзянь-Вей Пана из Китайского университета науки и технологий в течение 26 дней собирала данные, чтобы установить и передать квантовый ключ на расстояние 11 км. Ученые утверждают, что при условии более длительного сбора данных (до 23 лет) технология позволит установить связь на расстоянии до 100 км.
В рамках эксперимента на концах оптоволоконной сети изолированные атомы рубидия стабилизировали и управляли ими с помощью лазеров. Атомы испускали отдельные фотоны, которые запутывались между собой, после чего длину волны фотонов переводили в телекоммуникационный диапазон для обеспечения большей дальности передачи по оптоволокну.
Хотя на данный момент DI-QKD остается сложной и дорогой технологией, эксперты прогнозируют, что ее массовое внедрение возможно не ранее чем через десять лет. Однако ученые уже работают над преодолением ограничений, в том числе над созданием квантовых усилителей и спутниковых протоколов для расширения диапазона DI-QKD-соединений до тысяч километров.
Исследователи надеются, что внедрение безопасного квантового интернета станет ключевым инструментом для защиты чувствительной и конфиденциальной информации в будущем. Этот прорыв также вдохновляет на дальнейшие разработки в мире, где все больше компаний и государств стремятся гарантировать неприкосновенность своих данных с помощью самых современных технологий.