Bezpečná kvantová komunikace na vzdálenost přes 100 kilometrů láme rekordy v přesnosti a vzdálenosti
Kvantová bezpečná přímá komunikace (Quantum secure direct communication, QSDC) je odvětvím kvantové kryptografie, které nabízí možnost posílat zprávy, které nelze hacknout.
Jejímu praktickému využití však brání kombinace chybovosti a omezené vzdálenosti. Nyní demonstrace systému s mnohem nižší chybovostí na vzdálenost 102,2 kilometru ukazuje, že tomu tak již dlouho nemusí být.
Důvěrnost zpráv se dnes opírá o šifrování. To však s rychlým rozvojem kvantové výpočetní techniky nemusí dlouho fungovat jako ochrana, protože kvantové počítače mají potenciál prolomit šifrování založené na prvočíselných faktorech s ohromující rychlostí. Co však kvantová fyzika bere, může také vracet a QSDC nabízí teoretickou cestu k bezpečnému odesílání a přijímání zpráv.
New quantum secure direct communication (QSDC) world record of 64 miles, smashing the previous mark of 11 miles, has been set. Transmission speeds were slow at 0.54 bits per second, but still good enough for text and phone call encryption over 19 miles.https://t.co/Zkv6Q5ogam
— Tumbling Mirth (@KgMirth) April 18, 2022
Úkolem je uvést QSDC do praxe dříve, než budou kvantové počítače dostatečně výkonné, abychom se ocitli ve světě bez soukromé komunikace, a výzkumníci z Číny učinili dva velké kroky k tomuto cíli. V časopise Light Science and Applications oznámili, že dosáhli spolehlivého QSDC na dlouhé vzdálenosti.
„QSDC se liší od kvantové distribuce klíčů (QKD), která vyjednává bezpečný klíč pomocí kvantové technologie,“ uvádí se v článku. Vyhnutí se nutnosti používat soukromé klíče umožňuje rychlejší přenos s ještě větším zabezpečením.
Článek popisuje nový fyzikální návrh a protokol pro QSDC, který komunikuje pomocí fázových stavů a detekuje odposlech pomocí časových stavů, ale nepoužívá kvantovou paměť.
Výsledkem byla chybovost menší než 0,1 procenta, což je přibližně desetkrát méně než u předchozích verzí QSDC. Navíc tam, kde jiné formy kvantové komunikace často trpí rychlými ztrátami signálu, což znemožňuje přenos na velké vzdálenosti, prokázal tento systém vyšší rychlosti s velmi nízkými ztrátami.