Araştırmacılar, ticari lazer kullanarak gerçek dünya koşullarında kuantum anahtar dağıtımını (QKD) gerçekleştirme yeteneklerini sergilediler. QKD, fotonların kuantum özelliklerinden yararlanarak, iki taraf arasında kriptografi anahtarlarının güvenli bir şekilde paylaşılmasına olanak tanır ve herhangi bir dinleme girişimini bertaraf ederek Kuantum Anahtar Dağıtımı ile Güvenli İletişim sağlanabilir.
Geleneksel olarak, anahtarlar şehirler arasında ve hatta bir uzay aracı ile yer istasyonu arasında başarıyla aktarılmıştır, ancak bu genellikle karmaşık ve pahalı ekipman gerektirir. Çinli araştırmacı Feihu Xu ve Jian-Wei Pan’ın ekibi, standart optik fiber üzerinden 403 km boyunca, piyasada mevcut lazerlerle QKD gerçekleştirdi. Yaklaşık 48 bit/saniye hızındaki anahtar dağıtım oranları, bazı pratik uygulamalar için yeterince yüksektir.
Kuantum Anahtar Dağıtımı ile Güvenli İletişim
Optik fiberin oldukça şeffaf olmasına rağmen, QKD fotonları fiber içerisinde ilerlerken sonunda dağılır veya emilir ve dolaşıklık özelliklerini kaybeder. İletim mesafesini artırmanın bir yolu, kaynak ile alıcı arasında, bir interferometre bazlı aracı yerleştirmektir. Tarafların aracıya güvenmesi gerekmez; ancak aracının, gelen foton akışlarını doğru bir şekilde karşılaştırması gerekir. Bu karşılaştırma, mod eşlemesi adı verilen bir teknik kullanılarak yapılabilir ve teknik, gelen fotonların zekice eşleştirilmesini sağlar.
Foton frekanslarının izlenmesi genellikle yüksek kaliteli lazerlerle ek ekipman gerektirirken Xu ve ekibi, hızlı bir Fourier dönüşümü uygulayarak daha düşük kaliteli lazerlerle bile frekans takibinin mümkün olduğunu keşfetmiştir.
USTC ekibinin sağladığı QKD performansı, video gibi yüksek bant genişliği gerektiren uygulamalar için henüz yeterli değildir. Fakat Xu, “403 km mesafede 47,8 bit/saniye sonucu, güvenli mesajlaşma, finansal işlemler için anahtar dağıtımı veya uzun mesafe iletişimlerinde kimlik doğrulama gibi yüksek güvenlik gerektiren birçok uygulama için zaten yeterlidir” diye belirtiyor.
Kaynak: physics.aps.org/articles/v18/s53
