Kvanttiviestintää helposti ja pitkille matkoille

Toshiba Europen Cambridgen tutkimuslaboratorio on kertonut kvanttiviestinnästä yli 600 km pituisten optisten kuitujen yli. Läpimurto mahdollistaa pitkän matkan kvanttisuojatun tiedonsiirron kaupunkiseutujen välillä.

Suurempi kuva

Yksi vaikeimmista teknologisista haasteista kvantti-internetin rakentamisessa on ongelma siitä, kuinka kvanttibittejä lähetetään pitkiä optisia kuituja pitkin. Pienet muutokset ympäristöolosuhteissa, kuten lämpötilan vaihtelut, saavat kuidut laajenemaan ja supistumaan ja siten sekoittamaan hauraat kubitit.

Toshiba on nyt osoittanut ennätysmatkat kvanttiviestinnässä ottamalla käyttöön uuden kaksitaajuisen stabilointitekniikan. Tämä lähettää kaksi optista vertailusignaalia, eri aallonpituuksilla, minimoimaan pitkien kuitujen vaihtelut. Tekniikan avulla kvanttiavainten jakelu onnistuu yli 600 km:n etäisyydelle ensimmäistä kertaa.

Työtä rahoitti EU osittain H2020-projektin OpenQKD:n kautta. Tiimi suunnittelee nyt ehdotettuja ratkaisuja yksinkertaistamaan niiden tulevaa käyttöönottoa.

QKD antaa käyttäjille mahdollisuuden vaihtaa turvallisesti luottamuksellisia tietoja epäluotettavan viestintäkanavan (kuten Internet) kautta. Se tapahtuu jakamalla tarkoitetuille käyttäjille salaisen avaimen, jota voidaan käyttää varsinaisen viestintäkanavan kautta vaihdetun tiedon salaamiseen ja siten suojaamiseen.

Toshiballa on tarjota myös multipleksointiyhteensopivuus, joka mahdollistaa datan ja kvanttiavainten lähettämisen samalla kuidulla, jolloin avainten jakeluun ei tarvita erillistä kallista infrastruktuuria.

Iltalian Padovan kaupungissa puolestaan Università degli Studi di Padovan tutkijat tekivät kenttäkokeita kehittämälleen QKD-järjestelmälle kaupungissa käytössä olevissa optisissa kuidussa.

Kenttäkokeilussa hyödynnettiin vähemmän monimutkaisa itsestabiloituvaa laitteistoa ja uutta synkronointitekniikkaa. Näin tutkimusryhmän käyttöön ottamaa tekniikkaa arvioitiin todellisessa ympäristössä: iPOGNAC-polarisaatiokooderia käytettiin kvanttitilojen valmisteluun, kun taas ajallinen synkronointi suoritettiin Qubit4Sync-algoritmilla.

Kokeilun tulokset osoittivat resursseiltaan tehokkaan QKD-järjestelmän pätevyyden ja kestävyyden, sillä se voidaan helposti ja nopeasti asentaa olemassa olevaan tietoliikenneinfrastruktuuriin, mikä on tärkeä askel kohti kypsiä, tehokkaita ja edullisia QKD-järjestelmiä.

Aiheista aiemmin

Optisten vääristymien oikaisu monimuotokuiduissa

Kvanttiläpimurto turvallisemmalle tietoliikenteelle

Turvallista ja käytännöllistä viestintää