Физики побили рекорд дальности квантового шифрования

Физики побили рекорд дальности квантового шифрования

Китайские физики реализовали один из алгоритмов квантовой криптографии на рекордных дистанциях — свыше 400 километров. Это примерно на 100 километров превосходит предыдущий рекорд. Однако скорость генерации ключа для шифрования на таких дистанциях невелика — за три месяца эксперимента авторам удалось передать лишь 2584 бита. Результаты исследования авторы опубликовали на архиве препринтов arxiv.org, кратко о работе сообщает MIT Technology Review.

Квантовое распределение ключа — основа квантовой криптографии. Это метод, который позволяет гарантированно безопасно создать ключ, используемый затем для шифрования классической информации. В традиционной его реализации отправитель посылает ключ получателю с помощью одиночных фотонов. Они хранят случайным образам записанный в них бит информации — в поляризации или фазовом сдвиге. Любая попытка злоумышленника прочитать информацию необратимо меняет состояние фотона, о чем тут же узнают получатель и отправитель, сверив небольшую часть ключа. Подробнее о квантовой криптографии можно почитать в нашем материале.

Несмотря на теоретическую невзламываемость этого метода генерации ключа, известны несколько вариантов хакерских атак на квантово защищенные линии. В частности, в реальности для передачи используются не однофотонные источники, а ослабленные лазерные импульсы, которые иногда содержат не один фотон, а два или даже больше. Злоумышленник может «забрать» один фотон с информацией себе и прочитать ее. 

Для того, чтобы избежать подобного физики разработали более сложный протокол, в котором успех генерации ключа не зависит от измерительного оборудования и качества источника. В нем используется дополнительный «подставной» фотон. Методика получила название квантового распределения ключа, независимого от устройств (DIQKD). Однако первые результаты ее использования показали, что скорость генерации ключа на дистанции в 200 километров между отправителем и получателем не превышала одного бита в минуту. 

Авторы использовали усовершенствованную методику, с несколько уменьшенной безопасностью — она не защищена от взлома оборудования отправителя (но не получателя). С ее помощью авторы смогли генерировать 9,55 бит ключа в секунду — в 500 раз больше, чем в предыдущих экспериментах. Чтобы протестировать генерацию ключа на более длинных расстояниях физики воспользовались оптоволокном с чрезвычайно низкими потерями. Увеличив дистанцию до 404 километров ученые накопили 2584 бита ключа за три месяца эксперимента. Это рекордное расстояние, использованное для квантового распределения ключа.

Ранее американские физики реализовали абсолютно устойчивое квантовое шифрование в лаборатории — оно позволяет передавать с помощью фотонов и ключ и зашифрованную информацию. Кроме того, недавно российские физики протестировали первую «уличную» линию межбанковской квантовой связи.

Владимир Королёв

N+1

Похожие новости:
Физики уместили 10 бит в одном фотоне
Физики из нидерландского Университета Твента побили рекорд записи информации в одиночных фотонах, поместив в единичный квант света свыше 10 бит данных. Новый результат, по словам авторов, позволит значительно улучшить существующие методики квантовой криптографии — в современных устройствах фотон ..
2016-09-28 18157 0 Технология
0
В США создали самые стабильные в мире атомные часы
Физики из Национального института стандартов и технологий (США) побили рекорд стабильности работы атомных часов. Исследование опубликовано в журнале Nature Photonics, кратко о нем сообщает издание EurekAlert!«Мы устранили критический тип шума в процессе работы часов, эффективно делая тактовый ..
2016-11-29 2313 0 Технология
0
Состоялся первый сеанс трансконтинентальной спутниковой квантовой связи
29 сентября президенты Австрийской и Китайской академии наук провели первый сеанс трансконтинентальной связи, ключ шифрования для которой был распределен с помощью методов квантовой криптографии. Эксперимент установил новый рекорд дальности квантовой связи — свыше 7400 километров (расстояние ..
2017-10-09 9432 0 Технология
0
Ученые побили рекорд эффективности солнечных элементов
Компания «Spectrolab» установила новый рекорд по эффективности солнечной батареи отметкой в 38,8 процента для наземных многопереходных солнечных элементов. Новый мировой рекорд точно не «разгромит» прежней отметки в 37,8 процента, которая была также установлена представителями «Spectrolab». ..
2013-11-23 2041 0 Технология
0
Новый вид лазера побил мировой рекорд
Терагерцовое излучение имеет множество применений, но источники терагерцового излучения высокой интенсивности трудно построить. Команде исследователей из Венского Технологического Университета удалось создать новый вид квантового каскадного лазера с выходной мощностью в один ватт терагерцового излучения, побив ..
2013-11-2 1455 0 Технология
0
Рекорд эффективности термоядерного синтеза побили в миниатюрном реакторе
Физики из Университета Рочестера достигли с помощью установки OMEGA условий, которые позволят в пять раз побить существующий рекорд энергии, выделяемой в инициируемой лазерами термоядерной реакции. Для этого потребуется масштабировать эксперимент до размеров другого известного реактора — NIF (National Ignition ..
2016-09-08 11578 0 Технология
0
Установлен новый рекорд квантовых вычислений
Ученые из Австралии и Японии, используя новую физическую реализацию кубита, установили новый рекорд квантовых вычислений. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature Nanotechnology. Специалисты создали особую физическую реализацию кубита — квантового обобщения классического бита. ..
2014-10-15 1519 0 Технология
0
Большой взрыв предложили использовать для шифрования данных
Физики из США предложили использовать реликтовое излучение (остаточное излучение от Большого взрыва) для изготовления ключей шифрования. Свои идеи они изложили в журнале препринтов arXiv, а коротко о них сообщает New Scientist.Взломоустойчивость многих способов шифрования зависит от генерирования длинных случайных чисел, выступающих ..
2016-01-21 1202 0 Технология
0
В Италии получен самый холодный кубометр во Вселенной
Итальянские ученые побили мировой рекорд создания сверхнизкой температуры, приближенной к абсолютному нулю. Они охладили 400 килограммов меди до шести милликельвинов (минус 273,144 градуса по Цельсию). Более полумесяца криостат с медью был самым холодным кубическим метром во Вселенной, сообщается ..
2014-10-22 1440 0 Технология
0
Датчане передали данные с рекордной скоростью 43 Тбит/с
Ученые из Датского технического университета (DTU) поставили абсолютно новый рекорд скорости передачи данных посредством одного лазерного излучателя и оптоволоконного кабеля. Скорость передачи данных оказалась 43 Тбит/с. К примеру, файл объемом 1 ГБ будет получен другим компьютером ..
2014-08-04 1882 0 Технология
1
Инженеры установили квантовую связь с движущимся самолетом
Криптографы впервые провели обмен секретным ключом по квантовому каналу между наземной станцией и самолетом. Результаты испытания были представлены в докладе на конференции QCrypt в Сингапуре, кратко о нихпишет New Scientist. Обмен осуществлялся между передатчиком, установленным на движущемся самолете и приемником, ..
2012-09-18 1095 0 Технология
0
На токамаке KSTAR поставили мировой рекорд по удержанию плазмы
Физики, работающие на южнокорейском токамаке KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research), смогли поставить новый мировой рекорд по времени удержания высокотемпературной плазмы в магнитном поле, который теперь составляет 70 секунд. Об этом сообщается на портале Национального института термоядерных исследований.Токамак KSTAR предназначен для ..
2016-12-21 4462 0 Технология
0
Физики установили рекорд скорости переключения светодиодов
Американские ученые установили новый рекорд скорости испускания света для молекулярной флуоресценции: им удалось существенно повысить скорость включения и выключения светодиодов. По их словам, они в тысячу раз улучшили результаты предыдущих исследований, сообщается в статье специалистов, опубликованной в журнале Nature Photonics. В ..
2014-10-13 1398 0 Технология
2
Американские физики создали самый мощный сверхпроводящий магнит
Физики из Университета штата Флорида создали сверхпроводящий магнит, с помощью которого можно получить магнитное поле величиной 32 тесла. Это примерно на треть больше максимальной индукции, которую могли создать сверхпроводящие магниты ранее, сообщается в пресс-релизе университета. В сверхпроводящих ..
2017-12-18 5153 0 Технология
0
Аннигиляцию частиц впервые наблюдали на квантовом компьютере
Физики из Австрии и Германии впервые использовали квантовый компьютер для симуляции взаимодействий элементарных частиц методами решетчатой калибровочной теории. Работа ученых позволяет в режиме реального времени проследить за рождением и уничтожением (аннигиляцией) пары частица-античастица в физическом вакууме. Исследование ..
2016-06-23 1563 0 Технология
0