У Сполучених Штатах американські науковці з Університету Пердью разом із фахівцями Окриджської національної лабораторії вперше у світі змогли організувати захищений квантовий зв’язок у робочому ядерному реакторі. Систему квантового шифрування протестували на реакторі PUR-1 у Пердью, використовуючи технологію квантового розподілу ключів (QKD) від компанії Toshiba.
Про це розповідає ProIT
Квантові технології для безпеки ядерних об’єктів
З пошуком нових, безпечних і екологічних джерел енергії у світі зростає інтерес до малих модульних реакторів та мікрореакторів, які виробляють менше відходів, ніж класичні АЕС. Проте навіть такі установки залишаються уразливими до кіберзагроз, що актуалізує впровадження сучасних систем захисту.
Нині PUR-1 — єдиний у США повністю цифровий ядерний реактор, що функціонує на основі електронних екранів, клавіатури та кабелів Ethernet замість традиційних механічних елементів. Це дозволило дослідникам разом із Toshiba розгорнути і перевірити систему захищеного квантового зв’язку QKD безпосередньо у реальних умовах ядерного об’єкта.
Особливості експерименту та ключові результати
Система QKD базується на принципах квантової механіки: при спробі несанкціонованого втручання у передачу даних квантовий стан змінюється, що дозволяє миттєво виявити спробу злому та визначити обсяг потенційно скомпрометованої інформації.
“Система QKD використовує квантову механіку та вимірювання квантово-механічної системи для порушення квантових станів. Це дозволяє без проблем дізнатись, чи намагався хтось проникнути у систему і яка частина інформації могла бути втрачена”.
Під час випробувань до реактора підключили два вузли, які обмінялись захищеними квантовими ключами через одномодовий оптоволоконний кабель. Для імітації реальних умов впроваджували спеціальні лінії затримки і атенюатори, щоб створити додаткову відстань і перешкоди між вузлами, а потім перевірили стійкість та продуктивність системи.
У ході експерименту зафіксували стабільну швидкість генерації ключів на рівні 320 Кбіт/с із частотою квантово-бітових помилок 3,8% на відстані до 54 км. При використанні 68 основних сигналів технологія дозволила застосовувати одноразове шифрування на дистанції до 135 км. Затримка під час процесів шифрування та дешифрування не перевищувала півсекунди. Дослідники також впровадили методи буферизації резервних ключів для підвищення надійності при можливих перебоях з’єднання.
Результати цієї роботи вже оприлюднені на сервері препринтів Arxiv.