Criptografía cuántica conquista problema

martes, 20 de noviembre de 2012

Criptografía cuántica conquista problema

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¿Podría mantener los mensajes ultra-seguros.
Si el detector adecuado puede ser desarrollado.

Es difícil destacar entre la multitud - especialmente si usted es un solo fotón en un mar de millones en una fibra óptica. Debido a que, ultra-seguras El cifrado cuántico sistemas que codifican señales en una serie de fotones individuales han sido hasta ahora incapaces de lengüeta en líneas de telecomunicaciones existentes. Pero ahora, los físicos utilizan una técnica para detectar señales de luz de baja intensidad han transmitido una clave cuántica a lo largo de 90 kilómetros de fibra óptica ruidosa. La hazaña pudo ver la criptografía cuántica finalmente entrar en la corriente principal.
No se puede medir un sistema cuántico sin perturbarlo notablemente. Esto significa que dos personas pueden codificar una clave de cifrado - para transferencias bancarias, por ejemplo - en una serie de fotones y compartirla, con la certeza de que cualquier intruso se disparará las alarmas del sistema. Pero tales sistemas no han sido capaces de transmitir las teclas a lo largo de las líneas de telecomunicaciones, debido a que otros pantanos de tráfico de datos de la señal codificada. Como resultado, la criptografía cuántica ha tenido sólo aplicaciones específicas, tales como la conexión de las oficinas cercanas a respaldos de sitios que utilizan costosos "oscuros" fibras que transportan otras señales. "Este es realmente el cuello de botella para la criptografía cuántica", dice el físico Nicolas Gisin, asesor científico de la criptografía cuántica CIF Quantique en Ginebra, Suiza.
Los físicos han intentado resolver el problema mediante el envío de fotones a través de una fibra compartida a lo largo de un «canal cuántico 'a una longitud de onda característica. El problema es que la luz se dispersa fibra del tráfico normal de datos en esa longitud de onda, contaminando el canal cuántico con fotones perdidos. Andrew Shields, un físico del Laboratorio de Investigación de Toshiba Cambridge, Reino Unido, y sus colegas han desarrollado un detector que capta los fotones de este canal sólo si la huelga en un instante preciso, calculado sobre la base del momento en que los fotones codificados se enviaron . El equipo publica sus resultados en Physics Review X.

Justo a tiempo
Diseño de un detector con un enfoque nítido tiempo fue difícil, explica Shields. Detectores estándar utilizan dispositivos semiconductores que generan una avalancha de carga eléctrica cuando son golpeados por un solo fotón. Pero por lo general toma más de un nanosegundo (segundos 10-9) para la avalancha de crecer lo suficiente como para estar de pie en contra de siseos eléctrico internos del detector - mucho más que el estrecho margen de 100 picosegundos (10-10 segundos) necesario para filtrar un fotones individuales de una multitud.
El equipo es auto-diferenciación "activa del detector de 100 picosegundos, cada nanosegundo. La carga débil provocada por una huelga de fotones en este corto intervalo normalmente no se destacan, pero el detector mide la diferencia entre la señal registrada durante un ciclo operativo y la señal desde el ciclo anterior, - cuando no hay fotones coincidentes era probable que se detecten. Esto cancela el zumbido de fondo. El uso de este dispositivo, el equipo ha transmitido una clave cuántica a lo largo de una fibra de 90 kilómetros, que también llevó a los datos con ruido a 1 mil millones de bits por segundo en ambas direcciones - una tasa típica de una fibra de telecomunicaciones. El equipo ahora tiene la intención de probar la técnica en una línea de telecomunicaciones real.

Equipo de Gisin se ha desarrollado de manera independiente un detector de fotones con una ventana de tiempo similar, que se presentó en la reunión QCrypt 2012 en el Centro de Quantum Technologies en Singapur en septiembre. Sin embargo, Gisin, ha calculado que esta técnica no se puede utilizar para transmitir señales cuánticas más allá del rango de una ciudad grande de 100 kilometres2. Dispersión acumula sobre la distancia, por lo que eventualmente sería fotones perdidos tantos que sería imposible de filtrar, incluso con un detector de tiempo preciso.
Sin embargo, a 90 kilómetros es un "récord mundial que es un gran paso adelante en la demostración de la aplicabilidad de la criptografía cuántica en infraestructuras de telecomunicaciones en el mundo real", dice Vicente Martín, un físico de la Universidad Politécnica de Madrid.
Referencia: Nature.com