Por primera vez, Los físicos han demostrado experimentalmente un protocolo de comunicación directa segura cuántica (QSDC) combinado con memoria cuántica, que es esencial para almacenar y controlar la transferencia de información. Hasta ahora, Los protocolos QSDC han utilizado líneas de retardo de fibra como sustituto de la memoria cuántica, pero el uso de la memoria cuántica es necesario para futuras aplicaciones, como la comunicación a larga distancia a través de redes cuánticas seguras.

Los investigadores, Wei Zhang y col., de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China y la Universidad de Correos y Telecomunicaciones de Nanjing, han publicado un artículo sobre su demostración experimental en un número reciente de Cartas de revisión física .

QSDC es uno de varios tipos diferentes de métodos de comunicación cuántica, y tiene la capacidad de transmitir mensajes secretos directamente a través de un canal cuántico. A diferencia de la mayoría de los otros métodos de comunicación cuántica, QSDC no requiere que las dos partes que se comunican compartan una clave privada por adelantado. Similar a otros tipos de comunicación cuántica, la seguridad del método se basa en algunos de los principios básicos de la mecánica cuántica, como el principio de incertidumbre y el teorema de no clonación.

Como explican los físicos, una memoria cuántica es necesaria para los protocolos QSDC con el fin de controlar eficazmente la transferencia de información en las futuras redes cuánticas. Sin embargo, La realización experimental de la memoria cuántica con QSDC es un desafío porque requiere almacenar fotones individuales entrelazados y establecer el entrelazamiento entre memorias separadas.

En sus experimentos, los investigadores demostraron la mayoría de los pasos esenciales del protocolo, incluida la generación de enredos; seguridad del canal; y la distribución, almacenamiento, y codificación de fotones entrelazados. Debido a la dificultad de decodificar los fotones entrelazados de la manera óptima (lo que requiere distinguir entre cuatro estados cuánticos), los investigadores utilizaron un método de decodificación alternativo que es más fácil de implementar.

En el futuro, los investigadores esperan que sea posible demostrar QSDC a distancias de 100 km o más en el espacio libre, similar a las demostraciones recientes de distribución de claves cuánticas, teletransportación cuántica y distribución por entrelazamiento sobre estas distancias. El logro de este objetivo marcará un paso importante en la realización de QSDC de larga distancia y escala global basados ​​en satélites en el futuro.

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