Une équipe chinoise bat le record de distance pour une communication directe sécurisée quantique

Configuration de l'expérience. Laser :1 550 nm avec une fréquence de répétition d'impulsions de 50 MHz ; Matrice de portes programmable sur le terrain FPGA, atténuateur ATT, contrôleur de polarisation PC, polariseur en ligne ILP, circulateur optique CIR, séparateur de faisceau de polarisation PBS, coupleur de filtre FC 90:10, coupleur de filtre à maintien de polarisation PMFC, modulateur de phase PM, modulateur d'intensité IM avec extinction rapport de 45,1 dB, isolateur ISO, rotateur Faraday FR à 90 degrés, détecteur à photon unique à nanofil supraconducteur SPD avec une efficacité de détection supérieure à 85%, taux de comptage d'obscurité de 50 Hz et temps de réinitialisation de 15 ns. L'interféromètre Mach-Zehnder asymétrique se compose de deux PMFC, et la longueur de retard est d'environ 2 m. Crédit :Lumière :science et applications (2022). DOI :10.1038/s41377-022-00769-w

Une équipe de chercheurs de l'Université Tsinghua en Chine a battu le record de distance pour la communication directe sécurisée quantique (QSDC) en envoyant des informations à l'aide de leur protocole à une distance de 102,2 km. Dans leur article publié dans la revue Light :Science and Applications , le groupe décrit comment ils ont conçu un nouveau protocole QSDC et l'ont utilisé pour envoyer des signaux sécurisés sur un câble à fibre optique afin d'étendre la distance à laquelle ces messages pouvaient être envoyés.

QSDC tire parti de l'enchevêtrement comme moyen de sécuriser la transmission du réseau sur des lignes de données non sécurisées. Étant donné que ces particules sont liées d'une manière qui ne peut pas être modifiée, les protocoles qui les utilisent ne peuvent pas être piratés sans être détectés par les systèmes du côté destinataire prévu de ces messages. Au fur et à mesure que la recherche a progressé pour permettre l'utilisation de QSDC dans des applications réelles, l'objectif a été de réduire les erreurs, d'augmenter les taux de transmission et, surtout, d'étendre la distance sur laquelle les messages utilisant le protocole peuvent être envoyés. Avant ce nouvel effort, le record n'était que de 18 km.

Pour étendre cette distance, les chercheurs ont conçu un nouveau protocole QSDC, qui implique l'utilisation d'états photoniques temporels pour surveiller les signaux et les états de phase des messages de communication réels. Les chercheurs suggèrent d'ajouter de telles fonctionnalités au protocole QSDC pour protéger contre les erreurs de phase et la polarisation. De plus, il ne repose pas sur la rétroaction ni sur l'appariement précis de paires d'interféromètres. Ils suggèrent également que cela rend également ces systèmes plus fiables, ce qui entraîne à son tour un taux d'erreur plus faible. Et la réduction du taux d'erreur permet d'étendre la distance à laquelle les messages utilisant le protocole peuvent être envoyés.

Les chercheurs reconnaissent que le taux de transmission est lent, à seulement 0,54 bps, ce qui est encore plus lent que les systèmes utilisant l'informatique classique. Mais ils notent qu'il est encore assez rapide pour permettre l'envoi de messages cryptés ou même d'appels téléphoniques. Ils suggèrent que leur travail montre qu'il est possible de créer des réseaux interurbains basés sur QSDC en utilisant la technologie actuelle. Et ils suggèrent en outre que certaines parties d'Internet actuellement en place pourraient être remplacées par des parties basées sur le protocole QSDC qu'ils ont développé pour permettre des communications résistantes aux pirates. + Explorer plus loin