Wetenschappers van het Center for Quantum Technology van de Universiteit van York hebben een belangrijke doorbraak bereikt in de theorie van kwantumveilige communicatie.

De klassieke communicatie van vandaag, zoals e-mail of telefoon, zijn potentieel kwetsbaar voor afluisteraars, aangezien conventionele gegevensversleuteling is gebaseerd op de factorisatie van grote gehele getallen, een bewerking die rekenkundig moeilijk is op een klassieke computer, maar gemakkelijk op te lossen is op een kwantumcomputer.

Onlangs, Google zei dat grote kwantumcomputers slechts vijf jaar verwijderd zijn van commerciële exploitatie, daarom een ​​deadline stellen voor de huidige klassieke methoden voor privécommunicatie. Wetenschappers zeggen dat de oplossing afkomstig is uit de kwantumsleuteldistributie (QKD).

QKD gebruikt deeltjes, zoals fotonen, om twee externe partijen in staat te stellen een gedeelde willekeurige geheime sleutel te produceren die alleen aan hen bekend is, die vervolgens kan worden gebruikt om vertrouwelijke berichten te coderen en te decoderen. De beveiliging is niet computationeel, maar gebaseerd op een fundamentele natuurwet, het onzekerheidsprincipe.

Maximale tarieven

Op basis van dit idee, veilige kwantumnetwerken worden op grote schaal gebouwd in het VK en andere landen, waarbij China een belangrijke rol speelt en ook leiding geeft aan de verkenning van kwantumsatellietcommunicatie.

In een dergelijk scenario is het cruciaal om de uiterste grenzen van QKD te begrijpen, in termen van maximale tarieven, of capaciteiten, waarbij twee partijen geheime sleutels kunnen distribueren in een point-to-point verbinding.

In een paper gepubliceerd in Natuurcommunicatie , wetenschappers hebben deze capaciteiten vastgesteld via de belangrijkste communicatielijnen, inclusief optische vezels.

Protocollen

Professor Stefano Pirandola van de afdeling Computerwetenschappen van de universiteit zei:"Dit is een baanbrekend resultaat omdat het de ultieme prestatie levert die geen enkel punt-tot-punt-protocol van QKD kan overtreffen.

"Het stellen van deze limieten is uiterst belangrijk voor zowel theoretici als experimentatoren, omdat ze benchmarking bieden voor nieuwe theoretische protocollen en daadwerkelijke experimentele implementaties."

De studie werd gefinancierd door de EPSRC via de Britse kwantumcommunicatiehub.