Desenvolveron o modo de enviar as chaves cuánticas a distancia mediante fibras ópticas convencionais

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

• Fisika
• Teknologia

Una das grandes limitacións prácticas da encriptación cuántica é a dificultade paira enviar sinais a través de fibras ópticas convencionais. O tráfico do resto de sinais xera demasiado ruído paira detectar en destino a chave encriptada nun fotón e canto maior sexa a distancia a percorrer, máis difícil é superar a interferencia do ruído. Esta dificultade limitou moito a extensión da encriptación cuántica. O seu uso está limitado a un reducido número de entidades que realizan o transporte da información a través de “fibras negras”, é dicir, mediante fibras ópticas específicas sen outro tipo de tráfico. Pero é caro.

Tras superar a dificultade, os investigadores do Laboratorio de Investigación Cambride de Toshiba enviaron a 90 quilómetros as chaves cifradas cuantitativamente en fotóns. Paira iso utilizouse una fibra óptica convencional cun volume de información habitual. A fibra, cun tráfico de 1 Gbit/s en ambas as direccións, puido enviar as chaves cuánticas a unha velocidade de 8 kbit/s segundos a 90 km. A 50 km a 500 kbit/s. 90 km é a maior distancia da historia, a 50 km por diante do límite, pero nesta ocasión a velocidade alcanzada paira esta distancia foi 50.000 veces maior, segundo sinalaron os investigadores na revista Physical Review X.

Paira detectar o fotón con chave encriptada e filtrar o resto de fotóns, os investigadores construíron un sistema cos reloxos dos puntos de saída e chegada sincronizados. Sabendo en que momento concreto chegará, o sistema é capaz de detectalo e descodificarlo.

O reto foi construír un dispositivo capaz de detectar un fotón nun curto espazo de tempo. Trabállase á velocidade dos picosegundos, é dicir, a unha escala dun millón de millóns de segundos. O detector acéndese con 100 picosegundos e le o sinal do diminuto intervalo no que se espera que chegue o fotón coa chave encriptada. A incerteza da sincronización é de 10 picosegundos e a probabilidade de que chegue outro fotón aleatorio neste curto espazo é moi baixa. Mediante esta técnica, os investigadores foron capaces de filtrar o 90% dos fotóns aleatorios que chegan ao detector e detectar con éxito a chave cuántica. A distancia de 90 km equivale á expansión que pode alcanzar una gran cidade, polo que o logro foi considerado un paso importante no camiño do uso comercial da encriptación cuántica.