Квантовая сеть-турникет: 200 пользователей в полной защите ⚡ экспресс
Реализована масштабируемая полностью связная квантовая сеть, основанная на двухфотонной интерференции Хонг-Оу-Манделя (HOM), гарантирующая защищённую связь между пользователями даже при недоверенном провайдере. Сеть объединила 200 узлов на дистанции до 200 км с обеспечением информационно-теоретической стойкости ключей. Ключевыми компонентами послужили интегральные солитонные микрогребёнки и фотонные чипы, обеспечившие точную параллельную генерацию и синхронизацию множества частот, высококонтрастную HOM-интерференцию и реализацию квантового распределения ключей, независимого от измерительного устройства (MDI). Представленная архитектура открывает путь к развёртыванию полностью связных MDI-квантовых сетей в масштабах городов и между ними.
Квантовая сеть работает как вереница турникетов, открывающихся только для пары абсолютно синхронных фотонов. Центральный узел указывает, к какому турникету идти, но не может подделать синхронность. 200 пользователей могут общаться друг с другом на расстоянии до 200 км — это размер крупного города.
Для этого два фотона посылают к полупрозрачному зеркалу. Если они идентичны, то всегда выходят с одной стороны — как два человека, входящих в турникет в идеальный унисон. Любая попытка подслушать нарушит их синхронность и будет замечена. Из таких совместных прохождений рождается ключ с полной случайностью.
Чтобы создавать сотни одинаковых пар, используют микроскопическую гребёнку из нитрида кремния — она выдаёт радугу цветов с точным шагом, как в лабораторном спектрометре. Фотоны несутся со скоростью света и хранят секрет даже от провайдера, который лишь обслуживает турникеты.
🎯 Эффект, заставляющий фотоны «идти в ногу», впервые показал в 1987 году [scientist:Leonard Mandel]Леонард Мандел[/scientist] с коллегами. Он работает лишь для абсолютно неразличимых частиц — малейшая неточность разрушает синхронность. Сегодня этот же приём лежит в основе квантовой телепортации и вычислений.