تهیه کننده : سید محمود اشرفی

توزیع کلید کوانتومی دوربرد نقطه به نقطه (QKD) در مسافت 1002 کیلومتر توسط دانشمندان دانشگاه علم و فناوری چین (USTC) آکادمی علوم چین (CAS) و با همکاری دانشگاه Tsinghua، موسسه فناوری کوانتومی Jinan و موسسه میکروسیستم و فناوری اطلاعات شانگهای (SIMIT) انجام شده است. این موفقیت به عنوان یک نقطه عطف، نه تنها یک رکورد جهانی جدید برای QKD غیر رله ای ایجاد می کند، بلکه راه حلی برای ارتباطات کوانتومی بین شهری با سرعت بالا نیز ارائه می دهد. QKD بر اساس اصول مکانیک کوانتومی است به طوری که توزیع کلید ایمن بین دو نقطه (از راه دور) را امکان پذیر می کند. این فناوری هنگامی که با روش رمزگذاری “یک بار مصرف”  ( به انگلیسی: one time pad) ترکیب شود، می تواند به بالاترین سطح امنیت برای ارتباطات محرمانه دست یابد. با این حال، مسافت توزیع کلید توسط عواملی مانند افت کانال و نویز سیستم محدود شده است.پروتکل توزیع کلید کوانتومی میدان دوقلو (TF-QKD ) با استفاده از پروتکل ارسال یا عدم ارسال   (SNS) به عنوان یکی از جدیدترین پروتکل های توزیع کلید محسوب می شود. این پروتکل در تجربه نشان داده است که رابطه بین نرخ کلید و انتقال کانال را از η به ریشه دوم آن    بهبود بخشیده است. بنابراین، با این پروتکل می توان به فاصله ایمن بسیار طولانی تری نسبت به پروتکل مرسوم QKD  دست یافت. برای دستیابی به QKD از راه دور، تیم تحقیقاتی مذکور با شرکت فیبر نوری یونگ تسه (به انگلیسی: Yangtze) یا همان (YOFC) همکاری کرده است و از فیبر مبتنی بر فناوری هسته سیلیس خالص که حداکثر میرایی 0.16 دسی بل در کیلومتر را دارد؛ استفاده کرده است. شرکت اسمیت ( به انگلیسی: SIMIT) نیز آشکارسازهای تک فوتونی ابررسانا با نویز بسیار کم را توسعه دادند.با اعمال فیلترهای متعدد در دماهای 40 کلوین و 2.2 کلوین توانستند نرخ شمارش تاریک (به انگلیسی: Dark count) ناشی از تابش حرارتی را کاهش دهند و در نتیجه نویز آشکارسازهای تک فوتون  را به حدود 0.02 شمارش بر ثانیه کاهش دهند. علاوه بر این، این تیم یک طرح تخمین فاز دو بانده را برای جلوگیری از نویز پراکندگی خود به خود رامان ایجاد کرده و  توانسته است تا نویز سیستم را به زیر 0.01 هرتز کاهش دهد.بر اساس پیشرفت‌های فن‌آوری فوق، تیم تحقیقاتی توانست پروتکل TF-QKD را در مسافت 1002 کیلومتری با نرخ کلید 0.0034 بیت بر ثانیه اجرایی کند. این کار نه تنها امکان‌سنجی طرح SNS-TF-QKD را در فواصل بسیار طولانی تأیید می‌کند، بلکه نشان می‌دهد که این پروتکل می‌تواند به نرخ‌های کلیدی بالایی در بسیاری از سناریوهای عملی دست یابد.موفقیت این مطالعه پیامدهای مهمی برای پیشرفت ارتباطات کوانتومی امن دارد. این تحقیق، امکان‌های جدیدی را برای توزیع کلید کوانتومی در مسافت های بسیار طولانی باز می‌کند و راه را برای تحقق شبکه‌های ارتباطی کوانتومی بین‌شهری با سرعت بالا هموار می‌ سازد.

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Fill out this field
Fill out this field
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.
You need to agree with the terms to proceed