Han desenvolupat la manera d'enviar les claus quàntiques a distància mitjançant fibres òptiques convencionals

2012/11/23 Carton Virto, Eider - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Fisika
• Teknologia

Una de les grans limitacions pràctiques de l'encriptació quàntica és la dificultat per a enviar senyals a través de fibres òptiques convencionals. El trànsit de la resta de senyals genera massa soroll per a detectar en destinació la clau encriptada en un fotó i com més gran sigui la distància a recórrer, més difícil és superar la interferència del soroll. Aquesta dificultat ha limitat molt l'extensió de l'encriptació quàntica. El seu ús està limitat a un reduït nombre d'entitats que realitzen el transport de la informació a través de “fibres negres”, és a dir, mitjançant fibres òptiques específiques sense una altra mena de trànsit. Però és car.

Després de superar la dificultat, els investigadors del Laboratori de Recerca Cambride de Toshiba han enviat a 90 quilòmetres les claus xifrades quantitativament en fotons. Per a això s'ha utilitzat una fibra òptica convencional amb un volum d'informació habitual. La fibra, amb un trànsit d'1 Gbit/s en totes dues adreces, ha pogut enviar les claus quàntiques a una velocitat de 8 kbit/s segons a 90 km. A 50 km a 500 kbit/s. 90 km és la major distància de la història, a 50 km per davant del límit, però en aquesta ocasió la velocitat aconseguida per a aquesta distància ha estat 50.000 vegades major, segons han assenyalat els investigadors en la revista Physical Review X.

Per a detectar el fotó amb clau encriptada i filtrar la resta de fotons, els investigadors han construït un sistema amb els rellotges dels punts de sortida i arribada sincronitzats. Sabent en quin moment concret arribarà, el sistema és capaç de detectar-lo i descodificar-lo.

El repte ha estat construir un dispositiu capaç de detectar un fotó en un curt espai de temps. Es treballa a la velocitat dels picosegundos, és a dir, a una escala d'un milió de milions de segons. El detector s'encén amb 100 picosegundos i llegeix el senyal del diminut interval en el qual s'espera que arribi el fotó amb la clau encriptada. La incertesa de la sincronització és de 10 picosegundos i la probabilitat que arribi un altre fotó aleatori en aquest curt espai és molt baixa. Mitjançant aquesta tècnica, els investigadors han estat capaços de filtrar el 90% dels fotons aleatoris que arriben al detector i detectar amb èxit la clau quàntica. La distància de 90 km equival a l'expansió que pot aconseguir una gran ciutat, per la qual cosa l'assoliment ha estat considerat un pas important en el camí de l'ús comercial de l'encriptació quàntica.