Одиночный фотон гарантирует защиту связи

В ходе эксперимента, проведенного в Институте физики исследователями из Вюрцбурга, Мюнхена и Штутгарта, удалось успешно использовать одиночные фотоны в квантовом распределении ключей (QKD). Это открывает дверь для создания надежной защищенной коммуникации, которую невозможно прослушать.

Технология QKD была предложена еще в 1984 году. Ее концепция довольно сложна. Вкратце принцип работы QKD следующий: отправитель генерирует случайную последовательность битов, а затем кодирует их в кубиты и отправляет посредством фотонов получателю. В соответствии с ключевым законом квантовой механики невозможно измерить параметры фотона, не повлияв на них. Таким образом всегда есть возможность обнаружить факт прослушивания, а значит - информация, переданная с помощью технологии QKD, надежно защищена.

Использование однофотонного криптографического ключа является следующим этапом развития QKD и существенно повышает защищенность связи.

Немецким ученым впервые удалось внедрить отдельные фотоны в квантовое распределение ключей и передать ключ на расстояние 500 м.

Одиночные фотоны были получены с помощью двух устройств, изготовленных из полупроводниковых наноструктур. Данные устройства излучают фотон под воздействием электрического импульса, причем устройства изготовлены из разных материалов, благодаря чему получаются фотоны двух цветов.

Новая технология имеет массу преимуществ. Так, сегодня для шифрования используют лазеры, создающие поток фотонов. Однако в лазерном луче фотоны образуются случайно и их сближение часто приводит к взаимодействию, создающему помехи. Эти помехи можно использовать как прикрытие для взлома коммуникационной системы.

Однофотонный источник лишен этого недостатка и позволяет отправлять сложный ключ, состоящий из фотонов с разной поляризацией.