Perangkat A ll-fiber baru P erote G G aran g an P e ngguan P erekonomian dan pengerjaan C instruksi
Distribusi kunci kuantum tidak bergantung pada matematika, tetapi menggunakan sifat kuantum cahaya seperti polarisasi, decoding, dan mentransmisikan kunci acak yang mendekripsi data yang disandikan. Metode ini sangat aman karena intrusi pihak ketiga terdeteksi.
Para peneliti di Universitas Padova di Italia melaporkan dalam jurnal Optical Society of America (OSA) Optics Letters bahwa perangkat semua-serat mereka memiliki lebih dari satu miliar polarisasi per detik cahaya yang dapat dialihkan. Perangkat ini juga dapat mengganti rugi sendiri dan tidak sensitif terhadap suhu dan perubahan lingkungan lainnya.
Dalam kelompok riset QuantumFuture, Giuseppe Vallone, yang memimpin penelitian dengan penulis bersama Paolo Villoresi, mengatakan: "Distribusi kunci kuantum diharapkan memiliki dampak mendalam pada privasi dan keamanan warga. Skema kami menyederhanakan distribusi kunci kuantum yang digunakan dalam komunikasi ruang bebas. Misalnya, satelit ke bumi atau komunikasi antara terminal seluler. Menyadari jaringan kuantum global memerlukan komunikasi ruang bebas. "
Teknologi
Karena kunci kuantum tidak bekerja dengan baik di jaringan serat optik jarak jauh, sangat mendesak untuk mengembangkan jaringan komunikasi kuantum berbasis satelit yang menghubungkan berbagai jaringan terenkripsi kuantum berbasis darat di seluruh dunia.
Meskipun berbagai karakteristik cahaya dapat digunakan untuk membuat status kuantum yang diperlukan untuk enkripsi kuantum, polarisasi sangat cocok untuk menghubungkan ruang-bebas karena tidak terpengaruh oleh atmosfer dan didekodekan pada penerima tanpa perlu mengumpulkan data. Pergi ke serat mode tunggal (ini adalah tugas yang menantang).
Vallone mengatakan: "Tujuan kami adalah untuk mengembangkan skema enkripsi kuantum yang dapat digunakan antara satelit dan tanah. Kunci dihasilkan di orbit. Namun, decoder polarisasi saat ini tidak cocok untuk digunakan di ruang angkasa karena mereka tidak stabil dan mahal. Dan kompleks Mereka bahkan menunjukkan kerentanan saluran samping yang dapat melemahkan keamanan protokol. "
Para peneliti mengatakan encoder polarisasi baru adalah "POGNAC" dan POGNAC adalah kombinasi dari POlarisasi dan SaGNAC. Dengan bantuan interferometer Sagnac berbentuk cincin serat optik, enkoder polarisasi ini dapat dengan cepat memutar polarisasi laser yang terjadi. Perangkat membagi balok menjadi dua, dan polarisasi kedua balok saling tegak lurus. Kedua balok kemudian melewati loop serat masing-masing searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam. Komponen saat ini dapat ditempatkan dalam paket 15 x 5 x 5 cm, dan jika komponen yang disertakan lebih kecil, paket dapat lebih mini.
Dalam loop serat optik, peneliti menggunakan modulator elektro-optik yang tersedia secara komersial untuk mengubah polarisasi dan membuat keadaan kuantum yang diperlukan untuk distribusi kunci kuantum. Karena sinar searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam tiba di modulator pada waktu yang berbeda, mereka dimodulasi secara independen satu sama lain.
Modulator menggunakan tegangan yang diberikan untuk mengubah fase optik. Namun, nilai absolut dari pergeseran fase tergantung pada sejumlah parameter yang bervariasi dari waktu ke waktu. Vallone berkata: "Dalam POGNAC, hanya perpindahan relatif antara dua lampu terpolarisasi yang berarti. Perpindahan relatif ini sesuai dengan perubahan dalam polarisasi keluaran. Pada saat yang sama, perpindahan yang disebabkan oleh perubahan suhu dan faktor-faktor lain mengoreksi diri. membuat POGNAC sangat stabil dan menghilangkan penyimpangan polarisasi yang memengaruhi perangkat lain. "
Nilai
Para peneliti menguji perangkat baru mereka dengan mengukur polarisasi keadaan kuantum yang dihasilkan oleh POGNAC dan membandingkannya dengan nilai yang diharapkan. Mereka mengukur tingkat kesalahan kuantum (QBER) dari rasa bersalah serendah 0,2%, jauh lebih rendah dari tingkat kesalahan kuantum dari 1% hingga 2% dari sistem distribusi kunci kuantum yang khas.
"Hasil kami menunjukkan bahwa data dapat dikodekan dengan cara yang sederhana dan efisien menggunakan polarisasi cahaya," kata Vallone. "Kita bisa melakukan ini hanya dengan komponen yang tersedia secara komersial."
Para peneliti terus meningkatkan metode mereka dan berencana untuk melakukan pengujian lebih lanjut untuk mengamati bagaimana POGNAC berperilaku ketika menyandikan kunci kuantum untuk enkripsi.