Các nhà khoa học Nga đã có một bước tiến mới trong lĩnh vực mã hóa lượng tử hiệu quả

Các nhà khoa học Nga đã phát triển một thuật toán cải thiện hiệu quả phát hiện photon trong hệ thống phân phối khóa lượng tử (QKD).

Kết quả của nghiên cứu đã được công bố trên Tạp chí IEEE Photonics Journal.

Phân phối khóa lượng tử là một phương pháp mã hóa thông tin có độ tin cậy cao, được thiết kế để ngăn chặn rò rỉ và vi phạm dữ liệu bằng các phương tiện kỹ thuật số. Khi chìa khóa để mã hóa và giải mã thông tin được truyền đi - hành động đánh dấu độ không đảm bảo lượng tử được kích hoạt. Về mặt lý thuyết, hành động này ngăn chặn nguy cơ đánh cắp dữ liệu bằng các công cụ hack hiện có.

Các hệ thống phân chia khóa lượng tử MISIS

© Sputnik / MISIS

Các nhà khoa học giải thích rằng, một trong những thành phần quan trọng của QKD là máy dò photon đơn - bộ đếm cho phép bạn ghi lại bức xạ ánh sáng có cường độ cực thấp.

"Vấn đề là ở chỗ: trong nhiều công trình nghiên cứu về máy dò, các chuyên gia chưa chú ý đầy đủ đến việc phân tích ảnh hưởng của các thông số cổng điện áp đối với các đặc tính của độ sâu trường ảnh (DOF). Và công trình nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng, ngay cả những thông số điều khiển máy dò thoạt nhìn thì không quan trọng nhất vẫn có thể đóng góp đáng kể vào hiệu suất của cả máy dò và toàn bộ hệ thống QKD”, - Anton Losev, một nhân viên của Trung tâm Năng lực Truyền thông Lượng tử NTI của NUST MISIS, cho biết.

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng, biên độ của điện áp gating xoay chiều ảnh hưởng mạnh đến các tham số chức năng của DOF. Theo các nhà khoa học, họ đã đưa ra một số khuyến nghị nhằm nâng cao hiệu suất DOF với cổng hình sin.

Các hệ thống phân chia khóa lượng tử MISIS

© Sputnik / MISIS

Các nhân viên của Trung tâm Năng lực Truyền thông Lượng tử NTI của NUST MISIS cho rằng, chìa khóa dẫn đến giải pháp phù hợp nhất cho các vấn đề của công nghệ lượng tử là những kiến thức bách khoa của các nhà khoa học, những người luân phiên đóng vai trò là kỹ sư, nhà phát triển phần mềm, trợ lý phòng thí nghiệm và nhà lý thuyết về mô hình toán học.

"Chúng tôi cho rằng, các điều kiện độc đáo của phòng thí nghiệm đã cho phép chúng tôi thực hiện một thử nghiệm chính xác và phát triển một thuật toán tối ưu hóa DOF. Tại Phòng thí nghiệm Truyền thông Lượng tử, chúng tôi thực hiện các phép đo trên các thiết bị do chúng tôi phát triển với một hệ thống độc đáo để kiểm soát và xử lý kết quả đo", - Vladimir Zavodilenko, một nhân viên của Trung tâm Năng lực Truyền thông Lượng tử NTI của NUST MISIS, lưu ý.

Trong các nghiên cứu sâu hơn, các nhà khoa học dự kiến ​​sẽ nghiên cứu hiệu ứng “tuyết lở chậm trễ” trong DOF, hiệu ứng này đã được xác định trong quá trình nghiên cứu. Máy dò ghi nhận hiệu ứng này ở một vị trí nhất định, điều này ảnh hưởng đến mức độ lỗi tổng thể trong hệ thống QKD, kết quả là tốc độ tạo mật mã lượng tử là thấp hơn.

Trước đây đã có tin về việc ra mắt mạng lượng tử liên hệ sinh thái đầu tiên với quyền truy cập mở, hợp nhất các cơ sở của NUST MISIS và Đại học Kỹ thuật Truyền thông và Tin học Matxcova (MTUCI).