В России нашли способ удешевить системы квантового шифрования

21.07.2020 |

Александр Абрамов.

Российским учёным удалось разработать технологию квантового шифрования при помощи компактного детектора. Инновационная разработка позволяет значительно уменьшить себестоимость прокладки массовых сетей квантового распределения ключа (сокращённо – КРК), и, соответственно, сделать их доступнее. Для этих целей российские исследователи предлагают использовать традиционные оптико-волоконные линии.

Квантовое шифрование на сегодня является одним из наиболее надёжных вариантов кодировки передаваемой информации. В сетях носителем закодированных данных выступает квантовый сигнал, практически не поддающийся перехвату кибер-преступников.

Со слов одного из разработчиков технологии, специалиста Санкт-Петербургского УИТМО Э.Самсонова, для квантового распределения ключей обычно применяют луч лазера с содержанием фотонов меньше единицы. Особенность подобного излучения – возникающие в нём квантовые эффекты, не позволяющие сторонним пользователям вторгаться в канал передачи, и, оставаясь незамеченным, считывать передаваемую информацию.

Спрос на подобные системы кодирования растёт с каждым годом. Но сдерживающим фактором их распространения является дороговизна и сложность оборудования. Существующей же сегодня инфраструктуры оптико-волоконных сетей для полноценного развития систем КРК явно недостаточно. Учёные из Санкт-Петербурга разработали пути разрешения данной проблемы. Ими создана система квантового распределения ключей с компактным детектором, способных распознавать, считывать и расшифровывать когерентное излучение. Устройство в своей работе использует протокол КРК на боковых частотах, располагающихся по обеим сторонам от несущей.

Главное отличие этого протокола заключено в формировании состояний с применением электронно-оптического фазового модулятора. Когда распространение импульса происходит на определённой световой частоте, появляются боковые частоты, несущие данные о фазе передаваемого импульса. Оптикосветовое излучение боковых частот пропорционально индексу модуляции – чем он сильнее, тем сильнее излучение.

Создатели новой технологии задействовали ещё один модулятор, аналогичный создающему первоначальный сигнал. Разница заключается лишь в его большем индексе модуляции. Сигнал, проходящий сквозь второй прибор, создаёт боковые частоты, взаимодействующие с пришедшими от главного передатчика. В результате интерференции, интенсивность излучения на боковых частотах меняется, что регистрируется при помощи балансного детектора.

В схеме, созданной по новой технологии, уровень защиты передаваемой информации оказывается намного выше, чем в традиционных системах КРК. По результатам построения математической модели, учёным удалось подтвердить данные, полученные экспериментальным путём.