Ils ont développé le mode d'envoi des clés quantiques à distance par fibres optiques conventionnelles

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

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Une des grandes limitations pratiques du cryptage quantique est la difficulté à envoyer des signaux à travers des fibres optiques conventionnelles. Le trafic des autres signaux génère trop de bruit pour détecter à destination la clé encryptée dans un photon et plus la distance à parcourir est grande, plus il est difficile de surmonter l'interférence du bruit. Cette difficulté a beaucoup limité l'extension du cryptage quantique. Leur utilisation est limitée à un petit nombre d’entités qui réalisent le transport de l’information à travers des «fibres noires», c’est-à-dire à travers des fibres optiques spécifiques sans autre type de trafic. Mais c'est cher.

Après avoir surmonté la difficulté, les chercheurs du Laboratoire de recherche Cambride de Toshiba ont envoyé à 90 kilomètres les clés chiffrées quantitativement en photons. Pour ce faire, une fibre optique conventionnelle a été utilisée avec un volume d'information habituel. La fibre, avec un trafic de 1 Gbit/s dans les deux sens, a pu envoyer les clés quantiques à une vitesse de 8 kbit/s secondes à 90 km. À 50 km à 500 kbit/s. 90 km est la plus grande distance de l'histoire, à 50 km devant la limite, mais cette fois la vitesse atteinte pour cette distance a été 50.000 fois plus grande, comme l'ont souligné les chercheurs dans le magazine Physical Review X.

Pour détecter le photon avec clé cryptée et filtrer les autres photons, les chercheurs ont construit un système avec les horloges des points de départ et d'arrivée synchronisés. Sachant à quel moment il arrivera, le système est capable de le détecter et de le décoder.

Le défi a été de construire un dispositif capable de détecter un photon dans un court laps de temps. On travaille à la vitesse des picosecondes, c'est-à-dire à une échelle d'un million de secondes. Le détecteur s'allume avec 100 picosecondes et lit le signal de l'intervalle minuscule dans lequel le photon devrait arriver avec la clé cryptée. L'incertitude de la synchronisation est de 10 picosecondes et la probabilité qu'un autre photon aléatoire arrive dans ce court espace est très faible. Grâce à cette technique, les chercheurs ont pu filtrer 90% des photons aléatoires qui arrivent au détecteur et détecter avec succès la clé quantique. La distance de 90 km équivaut à l'expansion qu'une grande ville peut atteindre, de sorte que la réalisation a été considérée comme une étape importante sur la voie de l'utilisation commerciale du cryptage quantique.