vk_logo twitter_logo facebook_logo googleplus_logo youtube_logo telegram_logo telegram_logo

Исследователи из СПб разработали устройство для квантовой связи

Дата публикации: 20.04.2016
Количество просмотров: 1541

Исследователи из Университета ИТМО осуществили передачу однофотонных сигналов на расстояние в 250 км. В дальнейшем на основе созданного оборудования планируется разработка коммерческого решения.

Квантовая криптография, в отличие от применяемых сейчас математических методов кодирования информации, представляет собой способ защиты данных, основанный на физических законах. При этом процесс передачи данных может быть осуществлен посредством отдельных фотонов по оптоволокну. В случае попытки "прослушивания", то есть измерения параметра носителя информации (фотона) согласно принципу неопределённости Гейзенберга происходит искажение его характеристик. Это делает квантовую криптографию надежным средством передачи информации по незащищенному каналу, тем более, в случае вмешательства в работу системы, можно узнать о попытке прослушивания по изменению качества сигнала.

Система квантового распределения ключей (QKD) является одним из способов реализации такого метода. При этом источник посылает на приемник фотоны со случайной поляризацией: линейной 0° или  90°(базис "+" - интерпретируется, как 0) либо диагональной 45° или 135° (базис "×" - интерпретируется, как 1). Приемник измеряет поляризацию фотона, случайным образом выбирая базис, и сообщает источнику, какие базисы были выбраны при измерении, чтобы узнать, какие именно базисы совпали с исходными. Сами результаты измерения остаются в секрете. Получив ответную информацию, приемник интерпретирует измерения, полученные для "правильных" базисов, а "неправильные" - отбрасывает. В результате реализации такой системы можно передавать данные в двоичной системе счисления.  

Схема передачи данных

Схема передачи данных

Впервые коммерческая система квантовой криптографии была представлена в 2002 году компанией GAP-Optique (Швейцария). При помощи разработанного оборудования была передана информация между Женевой и Лозанной на расстояние 67 км. Впоследствии о проектировании таких систем заявляли в Toshiba, IBM, NEC, Mitsubishi, Hewlett Packard, NTT и отдельных небольших компаниях.

Сотрудники Университета ИТМО (Санкт-Петербург) в партнерстве с коллегами из Великобритании (Heriot-Watt University) предложили новое решение для реализации такого метода. В итоге на основе теоретических разработок была создана система для передачи данных, которая дает возможность передавать информацию по кабелю длиной 250 км. По сообщению авторов продемонстрированные расстояние и скорость передачи близки к рекордным показателям в сфере квантовой коммуникации и достигнуты российскими исследователями впервые.

По словам руководителя проекта Артура Глейма, разработанный способ предполагает рассылку квантовых бит с использованием боковых частот. Кодирование осуществляет электрооптический фазовый модулятор, куда направляется луч лазера. Здесь центральная несущая волна разделяется на несколько независимых волн, которые передаются по оптоволокну на блок получателя, где происходит интерпретация сигнала. 

Оборудование для передачи данных

Оборудование для передачи данных

В числе преимуществ реализованного способа авторы называют устойчивую работу при внешних воздействиях, значительное упрощение конструкции оборудования и увеличение пропускной способности канала. Один из участников проекта - Роберт Коллинз – считает, что работа может сыграть большую роль в квантовой криптографии, обеспечив передачу через один кабель много потоков данных с различными длинами волн. При этом авторы надеются адаптировать свой метод к существующим оптоволоконным линиям, реализуя квантовую передачу параллельно с традиционными коммуникациями.

На следующем этапе исследователи рассчитывают разработать квантово-криптографическую систему и начать ее коммерческую эксплуатацию.

От редакции: если у вас есть чем поделиться с коллегами по отрасли, приглашаем к сотрудничеству
Ссылка на материал, для размещения на сторонних ресурсах
/news/newsline/29095/issledovateli-iz-spb-razrabotali-ustroystvo-dlya-kvantovoy-svyazi.html

Обсудить на форуме

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи

Зарегистрироваться