Совместная американо-японская группа ученых успешно завершила еще один
этап на пути внедрения технологии квантовой криптографии. Специалисты из
японской телекоммуникационной компании NTT, Стенфордского Университета и
Национального института США по стандартам и технологиям (NIST) передали
при помощи традиционных волоконо-оптических линий связи так называемые квантовые
ключи на рекордное расстояние - 200 километров. Как пишет журнал Nature
Photonics, демонстрация состоялась в лаборатории Университета Стенфорда,
где квантовые криптографические ключи были переданы без каких-либо потерь
и искажений по всей длине распределенной университетской сети. Еще один
рекорд данного опыта заключается в скорости передачи, которая составила
около гигабита в секунду, что позволило продуцировать ключи пучками света
с частотой 10 млрд флуктуаций в секунду, что позволяет создать сверхнадежные
ключи. По словам специалистов сейчас им удалось преодолеть один из главных
недостатков квантовых ключей - их способность саморазрушаться при отправке
на дальние расстояния. Дело в том, что система генерации и распространения
ключей передает поток фотонов света в электрическом поле с различной ориентацией,
различия в ориентации на машинном уровне трактуются как нули и единицы,
из которых и состоит ключ для шифрации файлов, сообщений и прочих данных.
В том случае, если система работает верно, то перехват квантового ключа
просто невозможен, так как при любом вмешательстве на этапе передачи произойдет
поглощение фотонов и разрушение и ключа со всей последовательностью. Злоумышленник
ключ не получит в любом случае, а для легитимных отправителя и получателя
нарушение ключа будет сигналом о небезопасности канала связи. По словам
ученых, ключевым аспектом эксперимента стало использование российской разработки
- сверхбыстрых суперпроводящих детекторов, способных обнаруживать фотоны.
Однако для еще более точного результата данный детектор был помещен в специальную
охлаждающую установку в лаборатории NIST. "Подсчет каждого фотона быстро
и точно - является главным требованием систем квантовой криптографии. У
российского прибора оказался очень низкой коэффициент ошибок, так как он
был помещен в криогенную установку и работал при температуре -270 градусов
по Цельсию" - говорят в NIST. Принцип действия детектора основан на сверхпроводящих
нанотрубках, способных пропускать электричество практически без сопротивления.
Когда каждый отдельный фотон достигает трубки, то образуется так называемая
"горячая точка", в результате которой происходит небольшой, но регистрируемый
скачок напряжения. По количеству скачков можно судить о количестве фотонов.
Эксперты отмечают, что данная концепция оказывается очень удачной для создания
систем квантовой криптографии и остается эти разработки лишь довести до
промышленных образцов.