Yin, J., Li, YH., Liao, SK. et al. Entanglement-based secure quantum cryptography over 1,120 kilometres. Nature 582, 501–505 – https://doi.org/10.1038/s41586-020-2401-y – University of Ljubljana access article pdf
Abstract (Povzetek):
Kvantna distribucija ključev (angl. Quantum key distribution – QKD) je teoretično varen način deljenja tajnih ključev med oddaljenimi uporabniki. V laboratoriju je bila prikazana po navitem optičnem vlaknu, dolgem do 404 kilometre. Na terenu je bila kvantna distribucija ključev (QKD) od točke do točke doseženo s satelita do zemeljske postaje, oddaljene do 1200 kilometrov. Vendar je kriptografija, ki temelji na QKD, v resničnem svetu namenjena fizično ločenim uporabnikom na Zemlji, pri katerih je največja razdalja približno 100 kilometrov. Uporaba zaupanja vrednih relejev lahko te razdalje podaljša z običajnega metropolitanskega območja na medmestne in celo medcelinske razdalje. Vendar pa releji predstavljajo varnostno tveganje, ki se mu je mogoče izogniti z uporabo QKD, ki temelji na prepletanju in ima notranjo varnost, neodvisno od vira. Distribucijo prepletenosti na dolge razdalje je mogoče uresničiti s kvantnimi repetitorji, vendar je s tem povezana tehnologija za praktične izvedbe še vedno nezrela. Očitna alternativa za povečanje dosega kvantne komunikacije brez ogrožanja njene varnosti je satelitska kvantna distribucija ključev, vendar satelitska porazdelitev prepletenosti doslej ni bila dovolj učinkovita, da bi jo podpirala. Tukaj prikazujemo kvantno distribucijo ključev, ki temelji na prepletenosti med dvema zemeljskima postajama, oddaljenima 1120 kilometrov, pri končni hitrosti tajnega ključa 0,12 bita na sekundo, brez potrebe po zaupanja vrednih relejih. Prepleteni pari fotonov so bili prek dveh dvosmernih spustov s satelita Micius posredovani dvema zemeljskima opazovalnicama v mestih Delingha in Nanshan na Kitajskem. Z razvojem visoko učinkovitega teleskopa in nadaljnje optike se je učinkovitost povezave bistveno izboljšala. Ustvarjeni ključi so varni za realne naprave, saj so bili naši zemeljski sprejemniki skrbno zasnovani tako, da zagotavljajo pošteno vzorčenje in odpornost na vse znane stranske kanale. Naša metoda ne le desetkrat poveča varno razdaljo na tleh, temveč tudi poveča praktično varnost kvantne distribucije ključev na raven brez primere.