Световые посылки под контролем: новый чип для квантовой связи экспресс
Свет можно использовать как курьера, который переносит секретные сообщения. Но чтобы курьер не потерял ни одной буквы, его нужно очень быстро встречать и проверять. Новый чип из тонкой плёнки ниобата лития — как турникет, который открывается и закрывается за миллиардные доли секунды, пропуская световые импульсы в нужный момент.
Раньше такие турникеты были громоздкими и медленными. Здесь же свет попадает на чип, и электрическое поле мгновенно меняет его путь. Скорость переключения — больше 30 миллиардов раз в секунду, это быстрее, чем взмах крыла мухи. Благодаря этому чип успевает развести фотоны по разным выходам в зависимости от времени их прихода.
На практике это значит, что секретный ключ можно передавать по оптоволокну без пауз и задержек. В эксперименте ключ генерировался со скоростью 25 тысяч бит в секунду и работал стабильно 12 часов подряд. Это как если бы вы 12 часов подряд набирали текст со скоростью 25 тысяч символов в секунду и ни разу не ошиблись.
Устройство также умеет выбирать, в каком виде измерять пришедший свет — как настраивать турникет под разную ширину прохода. Это убирает главную лазейку, через которую злоумышленник мог бы подслушать разговор. Теперь связь становится не только быстрой, но и по-настоящему защищённой.
Ниобат лития — прозрачный кристалл, который меняет свои оптические свойства под действием электрического поля. Именно поэтому он стал основой для сверхбыстрых переключателей света.
В сериале «Звёздный путь» для мгновенной связи на дальние расстояния используют подпространство. Здесь же речь о земных оптоволоконных сетях, но скорость и защищённость — уже почти как в фантастике.