Következő generációs kvantumkommunikáció
Lengyelországban, a Varsói Egyetemen dolgozó fizikusok egy olyan módszert fejlesztettek ki, amely leegyszerűsíti és megerősíti a kvantumkulcs-elosztás (QKD, Quantum Key Distribution) rendszerét — a megoldás a századok óta ismert Talbot-effektusra épül, de időbeli változatát alkalmazzák, hogy jobban kihasználják a nagyobb dimenziójú kvantuminformáció előnyeit.
A hagyományos QKD-rendszerek általában qubit-alapúak — vagyis a fotonoknak csupán két állapotot lehet kódolni — de ez korlátozza a sebességet, a tolerálható zajt és a skálázhatóságot. A lengyel kutatócsoport viszont qudit állapotokat használ — több időállapot egyetlen fotonban (time-bin superpozíciók). Ezt a Talbot-effektust időbeli self-rekonstrukcióként alkalmazzák, amikor fényimpulzusok egy optikai szálon haladnak át, bizonyos távolság után azok mintázata újra felépül, és ez az interferenciák révén lehetőséget ad a kvantumállapotok detektálására kevesebb eszközzel.
A technikai újítás lényege, hogy a korábbi, sok interferométert és komplex kapcsolókat igénylő architektúrát le tudták egyszerűsíteni, mérésekhez elegendő egy-egy fotonérzékelő egy mérési bázisban, így csökkenthető a berendezés komplexitása és költsége.
Gyakorlati szempontból ez azt jelenti, hogy a kvantumbiztonságú kommunikáció elterjeszthetőbbé válik – bankok, kormányzati szervezetek vagy egészségügyi intézmények számára is reális opció lehet, amely ellenáll a hagyományos és jövőbeli kvantumszámítógépes támadásoknak is.
