Un nuevo sistema puede reducir significativamente los costos de producción de las redes de distribución masiva de claves cuánticas (QKD), lo que los pondrá a disposición de un público más amplio de usuarios. Esto permitirá utilizar QDK en la infraestructura de cable de fibra óptica habitual. El artículo fue publicado en Informes científicos .

Muchos han oído hablar de la distribución de claves cuánticas (QKD), que a veces también se conoce como cifrado cuántico. Hoy dia, esta es una de las formas más seguras de codificar información que luego pueden utilizar los principales bancos, organizaciones militares y gubernamentales. En un sistema QDK, la información se transmite por radiación cuántica, que es extremadamente difícil de interceptar para los espías.

"Como una regla, QKD usa una luz láser débil con un número promedio de fotones menor que la unidad, "explica Eduard Samsonov, investigador asociado en la Facultad de Fotónica e Información Óptica de ITMO. "Esta luz tiene características especiales fundamentales, los llamados efectos cuánticos que no dejan ninguna posibilidad de que un tercero se infiltre en el canal para leer la información sin ser notado ".

La demanda de sistemas QKD crece constantemente. Hay, sin embargo, un obstáculo para su producción en masa:requiere equipos muy complejos y costosos. Es más, estos sistemas difícilmente se pueden utilizar en la infraestructura de fibra óptica ya existente. Recientemente, Los investigadores de la Universidad ITMO han publicado un artículo en el que sugieren una forma de solucionar estos problemas.

Los investigadores de la Universidad ITMO han desarrollado un sistema QKD con detección coherente basado en el protocolo de distribución de claves cuánticas de ondas subportadoras.

La principal característica sobresaliente del sistema es el método utilizado para formar estados con un modulador de fase electro-óptico. "Es decir, si la radiación se produce a una determinada frecuencia óptica, la modulación de fase da como resultado la formación de frecuencias de subportadora, que contienen cierta información sobre la señal transmitida. Si el índice de modulación es bajo, la radiación de luz en estas frecuencias de subportadora será débil, "explica Eduard Samsonov.

El principal avance de los investigadores es un método único de detección coherente para exactamente este tipo de sistema. En la base del método está el uso de una frecuencia óptica portadora que no transmite ninguna información por sí misma, pero que puede usarse como soporte para registrar la fase de señal débil de las frecuencias subportadoras.

Efectivamente, los investigadores sugieren instalar otro modulador como el que crea la señal inicial en las frecuencias de la subportadora pero con un índice de modulación aumentado, y luego volver a transmitir la señal. De esta manera, Las frecuencias de subportadoras adicionales se crean una vez más e interactúan con las que provienen del transmisor. "Por lo tanto, con interferencia constructiva, la mayor parte de la radiación estará en las frecuencias de la subportadora, y viceversa, con interferencia destructiva, la mayor parte estará en la frecuencia central, que puede ser registrado por un detector de equilibrio ".

Al mismo tiempo, el sistema mantiene toda la seguridad y protección de QKD. Los investigadores han creado un modelo matemático del esquema sugerido, que se correlaciona bien con los datos experimentales. También han propuesto un análisis de la resistencia del protocolo desarrollado a los ataques colectivos.