Erittäin turvallista viestintää kvanttiverkkojen kautta

Tutkijat ovat onnistuneesti osoittaneet Ison-Britannian ensimmäisen pitkän matkan erittäin turvallisen tiedonsiirron kvanttiviestintäverkon kautta, mukaan lukien Ison-Britannian ensimmäisen pitkän matkan kvanttisuojatun videopuhelun.

Bristolin ja Cambridgen yliopistojen tiimi loi verkon, joka käyttää tavallista valokuituinfrastruktuuria, mutta luottaa useisiin kvantti-ilmiöihin mahdollistaakseen erittäin turvallisen tiedonsiirron.

Verkko käyttää kahden tyyppisiä kvanttiavainten jakelujärjestelmiä (QKD): "hakkeroimattomia" salausavaimia, jotka on piilotettu valohiukkasten sisään; ja jaetaan lomittumisen kautta.

Tutkijat osoittivat verkon ominaisuudet reaaliaikaisen kvanttisuojatun videoneuvottelulinkin, salatun lääketieteellisen datansiirron ja suojatun etäkäytön kautta hajautettuun datakeskukseen. Dataa siirrettiin onnistuneesti Bristolin ja Cambridgen välillä – kuituetäisyydellä yli 410 kilometriä.

Tämä on ensimmäinen kerta, kun pitkän matkan verkko, joka käsittää erilaisia kvanttiturvallisia teknologioita, kuten lomittumisjajakelun, on onnistuneesti demonstroitu. Tutkijat esittelivät tuloksiaan 2025 Optical Fiber Communications Conferencessa (OFC) San Franciscossa.

Viime vuosina tutkijat ovat työskennelleet kvanttiviestintäverkkojen rakentamiseksi ja käyttämiseksi. Kiina perusti äskettäin massiivisen verkon, joka kattaa 4 600 kilometriä yhdistämällä viisi kaupunkia sekä kuituoptiikan että satelliittien avulla.

Madridissa tutkijat loivat pienemmän verkon, jossa oli yhdeksän yhteyspistettä, jotka käyttävät erityyppisiä QKD-koodeja informaation turvalliseen jakamiseen. Samanlaisia kvanttiverkkokokeita on osoitettu Singaporessa, Italiassa ja Yhdysvalloissa.

Näistä edistysaskelista huolimatta kukaan ei ole tähän mennessä rakentanut suurta pitkän matkan verkkoa, joka pystyisi käsittelemään molempia QKD-tyyppejä, lomittumisjakelua ja säännöllistä tiedonsiirtoa samassa yhteydessä.

Kokeilu osoittaa kvanttiverkkojen mahdollisuudet mukauttaa erilaisia kvanttiturvallisia lähestymistapoja samanaikaisesti klassisen viestintäinfrastruktuurin kanssa.

"Tämä on ratkaiseva askel kohti kvanttivarman tulevaisuuden rakentamista yhteisöillemme ja yhteiskunnallemme", sanoi toinen kirjoittaja tohtori Rui Wang.

"Tärkeämpää on, että se luo perustan laajamittaiselle kvantti-Internetille, joka yhdistää kvanttisolmuja ja laitteita lomittumisen ja teleportaation kautta maailmanlaajuisessa mittakaavassa."

"Tämä on huipentuma yli kymmenen vuoden työlle UK Quantum Networkin suunnittelussa ja rakentamisessa", sanoi toinen kirjoittaja Adrian Wonfor Cambridgen tekniikan osastolta. "Se ei ainoastaan osoita useiden kvanttiviestintätekniikoiden käyttöä, vaan myös turvallisia avaintenhallintajärjestelmiä, joita tarvitaan saumattoman päästä päähän -salauksen mahdollistamiseen välillämme."

Aiheesta aiemmin:

Uusia menetelmiä turvalliseen kvanttitiedonsiirtoon

Salakuuntelu vaikeutuu tai sitten ei

Laiteriippumatonta kvanttiavainten jakelua