Исследователи впервые реализовали независимое от устройств квантовое распределение ключей по 100-километровому оптическому волокну. Это достижение приближает создание защищенных квантовых сетей масштаба мегаполиса и превосходит предыдущие рекорды по дальности более чем в сто раз.
Квантовое распределение ключей — одна из ключевых технологий для обеспечения сверхзащищенной цифровой связи. В отличие от ранних методов, требующих доверия к аппаратному обеспечению, независимый от устройств подход обеспечивает безопасность на основе фундаментальных квантовых принципов, в частности, нарушения неравенств Белла. Однако реализация такой схемы крайне сложна, поскольку требует создания и детектирования квантовой запутанности на больших расстояниях. До настоящего момента подобные демонстрации проводились лишь в лабораторных условиях на коротких дистанциях.
Группе исследователей удалось преодолеть эти ограничения. С помощью однофотонной интерференции, квантового преобразования частоты и подавления шума ученые установили запутанность между двумя атомами, соединенными 100-километровым оптическим волокном. Эксперимент подтвердил возможность безопасной генерации квантовых ключей на расстоянии свыше 11 километров при ограниченном объеме данных, а также показал принципиальную осуществимость связи на дистанции до 100 километров.
По оценкам авторов работы, данное достижение увеличивает максимальное расстояние для независимого от устройств квантового распределения ключей более чем в сто раз по сравнению с предыдущими рекордами, открывая путь к созданию безопасных квантовых сетей реального масштаба.