Дальнобойная квантовая криптография
АрхивЧеловек и ОбществоПрогресс в квантовой криптографии достигается за счет разработки новых, более эффективных источников-генераторов и детекторов-ловушек единичных фотонов.
На прошедшей в Балтиморе (США) Конференции по лазерам и оптоэлектронике (Conference on Lasers and Electro-Optics) британские ученые из исследовательского центра Toshiba Research Europe сделали сообщение о новом достижении в квантовой криптографии. Дальность передачи секретных ключей по оптическому волокну удалось довести более чем до ста километров. Предыдущие рекорды подобного рода были установлены совсем недавно: в мае прошлого года швейцарская компания Id Quantique организовала прием/передачу криптоключей на единичных фотонах по кабелю длиной 60 км, а в ноябре японские исследователи из Mitsubishi Electric увеличили дальность секретных квантовых коммуникаций до 87 км.Прогресс в квантовой криптографии достигается за счет разработки новых, более эффективных источников-генераторов и детекторов-ловушек единичных фотонов. Напомним, что в основе безопасной передачи ключей шифрования этим методом лежат физические законы квантовой механики, а не математические расчеты теории сложности, как в традиционной криптографии с открытым ключом. Здесь биты ключа, закодированные в квантовых состояниях фотонов света, невозможно перехватить третьей стороне, не выдав своего присутствия, поскольку всякая попытка регистрации изменяет квантовое состояние частицы. Главные же проблемы этой перспективной технологии заключаются в работе с чрезвычайно тонкими квантовыми эффектами единичных фотонов, стабильность которых трудно обеспечить при передаче на большие расстояния. Критичными факторами, накладывающими серьезные ограничения на дальность квантово-криптографических коммуникаций, являются затухание сигнала в оптоволокне и шумовые помехи в детекторе фотонов.
Кембриджским физикам из Toshiba Research Europe во главе с Эндрю Шилдсом (Andrew Shields) удалось добиться успеха благодаря новой конструкции детектора со сверхнизким уровнем помех. Детектор построен на базе MODFET-транзисторов (GaAs/AlGaAs modulation doped field effect transistor), которые не опираются на лавинные процессы и поэтому менее чувствительны к помехам, нежели традиционные устройства. Экспериментальная система, созданная в Toshiba Research, генерирует криптоключи со скоростью до 2 кбит/с, однако, по оценкам разработчиков, можно и быстрее.
Как считает Шилдс, эта схема может быть доведена до уровня коммерческого продукта менее чем за три года — уже сейчас она позволяет развернуть квантово-криптографическую сеть распределения криптоключей в пределах крупного города, например Лондона или Токио. Первыми потребителями таких систем будут, вероятнее всего, правительственные ведомства и банковские структуры, остро интересующиеся новой технологией. Их интерес вполне объясним, поскольку другое устройство на основе эффектов квантовой физики — квантовый компьютер — сулит в обозримом будущем возможность быстро вскрывать нынешние стойкие криптосхемы, такие как RSA.
