В пятницу, 29 сентября, президенты Австрийской и Китайской академии наук провели первый сеанс трансконтинентальной связи, ключ шифрования для которой был распределен с помощью методов квантовой криптографии.
Во время эксперимента был установлен новый рекорд дальности квантовой связи — свыше 7400 километров, которые разделяют Вену и Пекин. Ключевым инструментом при этом стал спутник Мо Цзы (Micius, QUESS), известный первой успешной телепортацией квантового состояния частиц на орбиту Земли.
На первом этапе эксперимента с помощью квантовых методов генерировался секретный ключ между спутником и обсерваторией неподалеку от Вены. Затем другой ключ создавался между спутником и Пекином. На последнем этапе два ключа объединялись на спутнике и распределялись между городами.
В дальнейшем аналогичные сеансы связи состоятся между Китаем и Россией, Германией, Италией и Сингапуром.
Квантовое распределение ключа — особый способ генерации секретного ключа между отправителем и получателем информации, который делает перехват информации невозможным.
Отправитель создает одиночные фотоны в случайном состоянии, кодирующем либо ноль, либо единицу в случайно выбираемом методе измерения. Например, вертикальная и горизонтальная поляризация кодируют ноль и единицу в одном методе измерения, а две диагональных поляризации отвечают нулю и единице в другом методе измерения. Затем получатель случайным образом выбирает способ измерения состояния фотона.
На последнем этапе участники связи обмениваются выбранными способами приготовления и измерения состояний и, если они совпадают, полученный бит записывается в секретный ключ шифрования. Любая попытка третьей стороны “подслушать” поляризацию фотона приведет к необратимому изменению его состояния — отправитель и получатель обнаружат ошибки при частичной сверке ключа.
В наземных условиях квантовое распределение ключа ограничено потерями одиночных фотонов в среде — например, в оптоволокне. Поэтому предельные расстояния передачи сигнала — около ста километров. Эту дистанцию можно увеличить используя менее “шумную” среду, такую как космическое пространство.
Городские квантовые сети существуют уже в десятке стран.
