ایمنسازی و دسترسپذیر کردن ارتباطات کوانتومی به تازگی گام بزرگی به جلو برداشته است! ⚛️ یک تیم برجسته از فیزیکدانان مؤسسه فیزیک راکاح در دانشگاه عبری اورشلیم، با همکاری دانشمندان آزمایشگاه ملی معتبر لس آلاموس، از رویکردی نوآورانه برای رمزنگاری کوانتومی رونمایی کردهاند.
یکی از بزرگترین موانع در ساخت سیستمهای ارتباطی کوانتومی کاربردی، نیاز به منابع نوری تکفوتونی ایدهآل و بینقص است که ساخت آنها فوقالعاده دشوار و پرهزینه میباشد. این تحقیق جدید که در مجله معتبر PRX Quantum منتشر شده، مستقیماً این مشکل را هدف قرار داده و پروتکلهایی را توسعه داده است که با منابع نوری ناقص و واقعی که امروزه در دسترس داریم، به طور مؤثری کار میکنند.
تیم تحقیقاتی، شامل دانشجویان دکترای با استعداد یووال بلوم و یواد اوردان، دو پروتکل نوآورانه مهندسی کردهاند: یک پروتکل حالت فریب کوتاه شده (truncated decoy state) و یک پروتکل تصفیه اعلامشده (heralded purification). آنها این روشهای جدید را بر روی منابع فوتونی زیرپواسون (sub-Poissonian) مبتنی بر نقاط کوانتومی اعمال کردند. از طریق ترکیبی از شبیهسازیهای دقیق و آزمایشهای عملی، آنها ثابت کردند که سیستم جدیدشان به طور قابل توجهی از روشهای سنتی توزیع کلید کوانتومی (QKD) مبتنی بر لیزر عملکرد بهتری دارد. نتایج نشاندهنده افزایش توزیع کلید امن به میزان بیش از سه دسیبل بود—یک بهبود چشمگیر در عملکرد و برد.
برای عملی کردن نظریه خود، تیم یک سیستم ارتباطی کوانتومی کاملاً کاربردی ساخت. این سیستم از یک منبع نقطه کوانتومی استفاده میکرد که در دمای اتاق کار میکند (یک مزیت کاربردی دیگر) و نسخهای تقویتشده از پروتکل کلاسیک BB84 را پیادهسازی کرد. پروفسور رونن راپاپورت بر اهمیت کار آنها تأکید کرده و اظهار داشت که این تحقیق نشان میدهد چگونه پروتکلهای خلاقانه میتوانند حتی با سختافزارهای فعلی و نه چندان بینقص، عملکرد برتری را ممکن سازند.
این نوآوری یک نقطه عطف محسوب میشود زیرا ثابت میکند که QKD مؤثر و بسیار امن نیازی به منتظر ماندن برای قطعات مهندسیشده بینقص ندارد. با کاهش هزینهها و موانع فنی، این کار راه را برای پذیرش گسترده شبکههای ارتباطی امن کوانتومی هموار میکند و از دادههای ما در عصر کوانتومی آینده محافظت خواهد کرد.
برای مطالعه عمیقتر این پیشرفت شگفتانگیز، به مقاله منبع در زیر مراجعه کنید.
منبع: Quantum Computing Report