Корейський інститут науки і технологій (KIST) оголосив, що їх дослідницька група, Центр квантової інформації, успішно провела експериментальну демонстрацію практичної мережі TF QKD — протокол далекого зв’язку з квантовим розподілом ключів. Це друга експериментальна демонстрація мережі TF QKD у світі після Університету Торонто в Канаді.
Дослідницька група запропонувала нову структуру мережі TF QKD, масштабовану до мережі “два до багатьох” (2: N) на основі мультиплексування з поділом по поляризації, часу і довжині хвилі. На відміну від першої демонстрації Університету Торонто, заснованої на кільцевій структурі мережі, архітектура дослідницької групи заснована на зіркоподібній мережі. Квантовий сигнал в кільцевій структурі повинен проходити через кожного користувача, підключеного до кільця, проте в зірковій структурі він проходить тільки через центр, що дозволяє реалізувати більш практичну систему з квантовим розподілом ключів.
Для подолання основних перешкод реалізації при розробці системи TF QKD команда застосувала структуру plug-and-play (PnP). Звичайна система TF QKD вимагає безлічі систем управління, таких як контролери синхронізації, довжини хвилі, фази і поляризації, для підтримки нерозрізненості двох квантових сигналів, випромінюваних різними джерелами світла двох користувачів. У той час як в архітектурі PNP TF QKD, розробленої дослідницькою групою KIST, середня третя сторона генерує і передає початкові сигнали відразу двом користувачам, використовуючи одне джерело світла, а сигнали повертаються третій стороні, здійснюючи кругову подорож.
Архітектура мережі КРК
Отже, дрейф поляризації через ефект подвійного променезаломлення каналу автоматично компенсується, і користувачі мають принципово ту ж довжину хвилі. Крім того, через те, що два сигнали проходять по одному і тому ж маршруту в протилежних напрямках, час прибуття сигналів, природно, ідентичний. Як результат, для реалізації архітектури дослідницької групи потрібен лише фазовий контролер. Грунтуючись на архітектурі, команда успішно провела експериментальну демонстрацію мережі TF QKD.
“Це важливе дослідницьке досягнення, що показує можливість усунення двох основних перешкод на шляху комерціалізації КРК, і ми отримали ключову технологію, яка веде відповідні дослідження”, — сказав Санг-Вук Хан, керівник Центру квантової інформації.