El equipo chino rompe el récord de distancia en comunicación directa cuántica segura

Configuración del experimento. Láser:1550 nm con frecuencia de repetición de pulso 50 MHz; Arreglo de puerta programable de campo FPGA, atenuador ATT, controlador de polarización de PC, polarizador en línea ILP, circulador óptico CIR, divisor de haz de polarización PBS, acoplador de filtro FC 90:10, acoplador de filtro de mantenimiento de polarización PMFC, modulador de fase PM, modulador de intensidad IM con extinción relación de 45,1 dB, aislador ISO, rotador de Faraday de 90 grados FR, detector de fotón único de nanocable superconductor SPD con más del 85% de eficiencia de detección, tasa de conteo oscuro de 50 Hz y tiempo de reinicio de 15 ns. El interferómetro asimétrico de Mach-Zehnder consta de dos PMFC y la longitud del retardo es de aproximadamente 2 m. Crédito:Luz:ciencia y aplicaciones (2022). DOI:10.1038/s41377-022-00769-w

Un equipo de investigadores de la Universidad de Tsinghua en China ha batido el récord de distancia para la comunicación directa cuántica segura (QSDC) al enviar información utilizando su protocolo a una distancia de 102,2 km. En su artículo publicado en la revista Light:Science and Applications , el grupo describe cómo diseñaron un nuevo protocolo QSDC y lo usaron para enviar señales seguras a través de un cable de fibra para ampliar la distancia a la que se podían enviar dichos mensajes.

QSDC aprovecha el enredo como un medio para asegurar la transmisión de la red a través de líneas de datos no seguras. Debido a que tales partículas están vinculadas de una manera que no se puede cambiar, los protocolos que las usan no se pueden piratear sin ser detectados por los sistemas en el extremo receptor previsto de dichos mensajes. A medida que avanza la investigación para permitir el uso de QSDC en aplicaciones del mundo real, el objetivo ha sido reducir errores, aumentar las tasas de transmisión y, sobre todo, ampliar la distancia a la que se pueden enviar los mensajes que utilizan el protocolo. Antes de este nuevo esfuerzo, el récord era de solo 18 km.

Para extender esa distancia, los investigadores idearon un nuevo protocolo QSDC, que implica el uso de estados fotónicos de intervalos de tiempo para monitorear señales y estados de fase para los mensajes de comunicación reales. Los investigadores sugieren que agregar tales características al protocolo QSDC protege contra los errores de fase y la polarización. Además, no se basa en la retroalimentación ni en la coincidencia precisa de pares de interferómetros. También sugieren que hace que dichos sistemas sean más confiables, lo que a su vez conduce a una tasa de error más baja. Y reducir la tasa de error permite ampliar la distancia a la que se pueden enviar los mensajes que utilizan el protocolo.

Los investigadores reconocen que la velocidad de transmisión es lenta, de solo 0,54 bps, que es más lenta incluso que los sistemas que utilizan la computación clásica. Pero señalan que todavía es lo suficientemente rápido como para permitir el envío de mensajes encriptados o incluso llamadas telefónicas. Sugieren que su trabajo muestra que es posible crear redes interurbanas basadas en QSDC utilizando la tecnología actual. Y sugieren además que ciertas partes de Internet ahora existentes podrían reemplazarse con partes basadas en el protocolo QSDC que han desarrollado para permitir comunicaciones resistentes a los piratas informáticos. + Explora más