Еще с 1980-х годов специалисты по криптографии искали способ передавать данные так, чтобы их нельзя было «перехватить». Казалось, что единственный путь — создать совершенные устройства, испускающие ровно по одному фотону за раз, они стоили дорого и почти не работали в реальных условиях. Поэтому на практике использовали лазеры с ослабленными импульсами, где вместо одного фотона могло оказаться сразу несколько. Это снижало защищенность каналов связи: потенциальный злоумышленник мог «копировать» данные с «лишних» фотонов, сообщает Еврейский университет в Иерусалиме.
Команда из Израиля и США предложила иной подход. Вместо поиска идеальных источников они использовали квантовые точки — наночастицы, которые ведут себя как искусственные атомы. Настраивая их излучение, ученые добились более контролируемого потока фотонов. На этой базе были разработаны два протокола: укороченный вариант метода decoy state, который отсекает попытки взлома, и heralded purification, позволяющий фильтровать лишние фотоны прямо в процессе передачи. Данные эксперимента опубликованы в PRX Quantum.
Теория подкрепилась экспериментом. Исследователи собрали установку на квантовых точках и протестировали обновленную версию протокола BB84 — основу большинства систем квантовой криптографии. Результат оказался выше ожиданий: новый метод позволил увеличить дальность передачи ключей более чем на 3 децибела по сравнению с лучшими лазерными системами.
Открытие делает квантовую защиту ближе к бытовому использованию. Теперь для надежной связи достаточно грамотно использовать то, что уже есть в лабораториях. По словам автора работы, профессора Рапапорта, это важный шаг к доступной квантовой криптографии. Как отметил соавтор работы Юваль Блум, внедрение технологии возможно уже сейчас, без ожидания «идеальных» приборов.
Ранее Наука Mail писала о создании отечественного сырья для производства коллоидных квантовых точек.
