Een team van onderzoekers verbonden aan verschillende instellingen in China heeft ontdekt dat kwantumsleuteldistributienetwerken (QKD) kunnen worden gebruikt om grondtrillingen nauwkeurig te meten. In hun paper gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters, de groep beschrijft hun implementatie van een twin-field, op glasvezel gebaseerd QKD-netwerk over een afstand van 658 km. Ze hebben ook vastgesteld dat het netwerk kan worden gebruikt als een middel voor het detecteren van grondtrillingen die verband houden met aardbevingen of aardverschuivingen.

QKD-netwerken maken gebruik van unieke kwantumeigenschappen van fotonen om gegevens die tussen communicatieapparaten worden verzonden, te versleutelen. Vanwege hun kwantumeigenschappen zijn dergelijke netwerken bijna onmogelijk te hacken zonder dat de systeemhosts de activiteit opmerken en het transport van berichten stopzetten. Vanwege deze functie hebben wetenschappers in verschillende landen gewerkt aan het verbeteren van de technologie voor wijdverbreid gebruik. In deze nieuwe poging ontwikkelden en installeerden de onderzoekers een twin-field, op glasvezel gebaseerd QKD-netwerk dat gebruikmaakt van de manier waarop fotonen interfereren als een middel om gegevens te coderen, en waren verrast toen ze ontdekten dat het glasvezelnetwerk ook kon worden gebruikt om te detecteren grondtrilling.

In hun werk stuurden de onderzoekers met succes gecodeerde gegevens over een 658 km lange glasvezelkabel, waardoor het vorige afstandsrecord met ongeveer 100 km werd verlengd. In een dergelijk netwerk moeten fluctuaties in de fase van het licht dat door de glasvezelkabel gaat opgemerkt en gecorrigeerd worden door de kabel op te rekken om de sleutelverdeling correct te laten werken. Dergelijke fluctuaties, merkten de onderzoekers op, ontstaan ​​meestal door grondtrillingen.

In hun systeem en soortgelijke systemen wordt een aparte glasvezelkabel gebruikt om de frequenties tussen knooppunten op het netwerk te vergrendelen. De onderzoekers ontdekten dat de timinginformatie in de tweede kabel tot op ongeveer 1 kilometer nauwkeurig kan bepalen waar langs de kabel de fluctuatie is ontstaan. Dat suggereert dat systemen zoals die van hen ook kunnen dienen als grondtrillingssensoren, mogelijk een waarschuwing voor een aanhoudende aardbeving of aardverschuiving. Met name voor toepassing in de echte wereld zou de gegevensoverdrachtsnelheid moeten worden verbeterd. + Verder verkennen

Chinees team breekt afstandsrecord voor kwantumveilige directe communicatie

© 2022 Science X Network