В Германии разработала инновационный метод защиты информации, который может изменить будущее кибербезопасности. Ученые из Ганноверского университета имени Лейбница, Физико-технического федерального ведомства в Брауншвейге и Штутгартского университета представили технологию, использующую полупроводниковые квантовые точки и квантовое распределение ключей (КРК).
Открытие произошло на фоне растущих опасений о том, что квантовые компьютеры могут поставить под угрозу современные методы шифрования. Традиционные алгоритмы, долгое время считавшиеся надёжными, рискуют оказаться бессильными перед вычислительной мощью машин будущего.
КРК представляет собой метод безопасного обмена ключами шифрования между двумя сторонами. Этот подход использует принципы квантовой механики для генерации случайных ключей, которые невозможно взломать. В новой системе отдельные фотоны выступают в роли носителей квантовых ключей. Любая попытка перехвата сообщения вносит ошибки в сигнал, что приводит к немедленному обнаружению вмешательства.
Исследовательская группа обратилась к полупроводниковым квантовым точкам в качестве источников одиночных фотонов. Этот подход позволил им достичь высоких скоростей передачи защищенных ключей на расстоянии 79 км.
Профессор Фей Дин пояснил суть исследования: «Мы работаем с квантовыми точками, которые представляют собой крошечные структуры, похожие на атомы, но адаптированные под наши нужды. Впервые мы использовали "искусственные атомы" в эксперименте по квантовой связи между двумя разными городами. Эта установка, известная как Niedersachsen Quantum Link, соединяет Ганновер и Брауншвейг через оптоволоконную линию».
То есть принцип квантовой коммуникации основан на уникальных свойствах света, которые обеспечивают защиту сообщений от перехвата. Устройства с квантовыми точками генерируют одиночные фотоны. Учёные контролируют их поляризацию и отправляют в Брауншвейг для измерения.
Помимо обеспечения защищённой связи, технология может найти применение в создании квантовых повторителей и распределённых квантовых датчиков. Точки способны хранить квантовую информацию и излучать фотонные кластерные состояния, что делает их идеальными кандидатами для интеграции в масштабные сети квантовой связи с высокой пропускной способностью.
«Ещё недавно использование квантовых точек в реальных системах квантовой связи казалось нам мечтой. Сегодня мы не только воплотили эту мечту в жизнь, но и открыли путь к новым захватывающим экспериментам и применениям, приближающим нас к созданию квантового интернета», — подытожил профессор Дин.
