Nueva distancia de transmisión récord de fibra QKD de más de 509 km - CHEN ET AL.
MADRID, 9 Mar. (EUROPA PRESS) -
Científicos chinos han conseguido una distancia de transmisión cuántica cifrada QKD (Intercambio de claves cuánticas) sin precedentes, de 509 kilómetros por fibra óptica y sin repetidor.
El QKD es un método de comunicación seguro que implementa un protocolo criptográfico utilizando propiedades de la mecánica cuántica. Permite que dos partes produzcan una clave secreta aleatoria compartida que solo ellos conocen, que luego puede usarse para cifrar y descifrar mensajes.
La prueba, descrita en Physical Review Letters, utilizó el protocolo de campo doble de envío o no envío (SNS-TF), que ha demostrado ser una estrategia muy prometedora para lograr altas tasas a largas distancias en aplicaciones de distribución de clave cuántica (QKD).
De hecho, al tolerar grandes errores de desalineación, este protocolo puede superar el límite sin repetidor de manera más efectiva, lo cual es un factor crucial en la realización de QKD de larga distancia, según los investigadores: Jian-Wei Pan, Qiang Zhang, Xiang-Bin Wang y otros de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China y la Universidad de Tsinghua.
"Uno de los objetivos importantes de nuestro estudio fue romper con éxito el límite absoluto de tasa clave de QKD sin repetidor, con cualquier dispositivo de medición", dijo Qiang Zhang a Phys.org.
En su trabajo reciente, Zhang y sus colegas implementaron el protocolo SNS-TF QKD al provocar una interferencia de primer nivel a un solo fotón entre dos láseres independientes. Estos dos láseres independientes se combinaron con una técnica de bloqueo de frecuencia remota, que en última instancia permitió la transmisión QKD a distancias incomparables. En sus experimentos, los investigadores también utilizaron detectores de un solo fotón superconductores con alta tasa de conteo y eficiencias de detección.
"Adoptamos la tecnología típicamente empleada en la investigación de difusión de frecuencia de tiempo y bloqueamos la frecuencia de dos láseres independientes en una cavidad láser ultra estrecha", dijo Zhang. "Luego, multiplexamos en el tiempo una luz láser fuerte como referencia de fase con la señal cuántica en una fibra. La luz fuerte indujo muchos recuentos de ruido, pero explotamos muchos métodos de filtrado para evitar esto".
Usando su enfoque SNS-TF, los investigadores lograron una velocidad de clave segura a 509 km, más de siete veces mayor que el QKD vinculado sin repetidor relativo, y con la misma pérdida de detección. Sorprendentemente, la velocidad clave que lograron también es más alta que la alcanzada por los protocolos QKD más tradicionales que se ejecutan en un dispositivo QKD sin repetidor perfecto.
En su estudio reciente, los investigadores reunieron nueva evidencia que confirma el potencial del protocolo SNS-TF QKD y mostraron cómo este esquema se puede combinar con herramientas tecnológicas para lograr altas tasas de clave seguras en largas distancias de distribución.
Afirman que su trabajo pronto podría permitir la implementación a gran escala de QKD con tasas clave relativamente altas a 200-300 km, lo que podría ser particularmente útil para el desarrollo de redes QKD dentro de una ciudad. De hecho, la aplicación de su tecnología a las líneas troncales principales QKD podría ayudar a reducir los relés confiables, lo que resulta en un QKD más eficiente.
