Физикам удалось собрать схему распределения квантового ключа для передачи сигнала на расстояние 830 километров без использования усилителей. На данный момент их результат — рекорд в дальности передачи секретного квантового ключа с ипользование протокола полей-близнецов (Twin field).

Работа опубликована в журнале Nature Photonics.

Желание и попытки ученых увеличить расстояние передачи секретного квантового ключа упираются в сложности создания усилителей оптического квантового сигнала. Один из популярных протоколов, позволяющий увеличивать расстояние для распределения ключа без усилителей — протокол полей-близнецов TF (Twin Field).

Писали подробно о том, что это за протокол зачем он нужен в материале «Квантовая связь без лишнего шума».

Важная особенность TF протокола заключается в наличии помимо Алисы и Боба (приемника и передатчика) центрального недоверенного узла — Чарли. Его работа заключается в том, чтобы измерять состояния, которые посылают Алиса и Боб и объявлять результат измерения. При этом Чарли не знает ничего о том, какие состояния посылали Алиса и Боб, поэтому он не обязан быть доверенным и расстояние между легитимными пользователями считается от Алисы до Боба.

Две главные сложности такого метода — на больших расстояниях в волокне фаза отптического сигнала может меняться и уплывать, а оба источника — Алиса и Боб — должны излучать сигнал на одинаковых частотах, то есть быть синхронизированы.

Группа физиков из научно-технического университета Китая под руководством Чжэн-Фу Хань (Zheng-Fu Han) смогла передать секретный квантовый ключ на рекордной расстояние с выскокой скоростью генерации.