03.05 // Осуществлена практичная реализация системы квантового распределения ключей
Группа исследователей из Кембриджского университета[link1] (Англия) разработала систему распределения квантовых ключей, функционирующую на гигагерцовой частоте, в структуру которой входят доступные и относительно недорогие компоненты.
Зависимость скорости передачи информации от времени формирования ключа для трех расстояний. Непрерывными линиями представлен теоретический вид зависимости, точками — экспериментальные значения (изображение из New Journal of Physics).
Для передачи информации в предложенной учеными системе применяются фотоны. Источником квантов света служит лазер, работающий на длине волны 1 550 нм и испускающий импульсы с частотой 1,036 ГГц. С целью обеспечения безусловной стойкости распределения ключей некоторая часть последовательности сигналов лазера заменяется менее интенсивными «импульсами-ловушками» (необходимость замены обусловлена тем, что лазер не может гарантировать получение импульсов, содержащих строго один фотон).
В качестве среды передачи исследователи использовали одномодовое оптоволокно со сдвигом дисперсии[link2] (длина волны нулевой дисперсии в нем смещается в диапазон 1,5–1,6 мкм).
Детекторами фотонов послужили лавинные фотодиоды[link3] на основе полупроводникового материала, в состав которого входят индий, галлий и мышьяк. Их работой управляли стробирующие импульсы, также подаваемые с частотой 1,036 ГГц; при охлаждении диодов до -30 °C эффективность регистрации фотонов составила 10 процентов. В процессе испытаний спроектированная система продемонстрировала передачу данных со скоростью 1,02 Мбит/с на расстоянии 20 км; с увеличением расстояния до 100 км скорость снизилась до 10,1 кбит/с.
Полную версию[link4] отчета исследователей опубликовало издание New Journal of Physics[link5]; в текущем номере журнала[link6], посвященном квантовой криптографии, можно найти еще около 20 статей на эту тему (все доступны для скачивания).
Источник: http://www.physorg.com/news160274090.html
[link2] http://en.wikipedia.org/wiki/Dispersion-shifted_fiber
[link3] http://en.wikipedia.org/wiki/Avalanche_photodiode
[link4] http://www.iop.org/EJ/article/1367-2630/11/4/045019/njp9_4_045019.pdf
[link5] http://www.iop.org/EJ/journal/NJP
[link6] http://www.iop.org/EJ/toc/1367-2630/11/4