Группе британских исследователей удалось осуществить пересылку на довольно большое расстояние квантовых шифровальных ключей без использования оптоволоконного кабеля и лазерного луча.
Квантовые ключи, закодированные в потоке фотонов, были переданы на дистанцию более двадцати трёх километров и проделали этот путь полностью в воздушной среде, без использования каких-либо специальных каналов связи.
По мнению учёных, принимавших участие в проведении опыта, его успешное завершение можно считать бесспорным прорывом в области практической квантовой криптографии и важным шагом на пути к созданию глобальной системы связи с абсолютной защитой от несанкционированного прослушивания.
Эксперимент был проведён ночью в одном из горных массивов в Германии.
Как обычно, для того, чтобы сгенерировать сигнал в двоичном виде, каждый отдельный фотон был поляризован в одно из двух противоположных состояний, давших в итоге нужную последовательность нулей и единиц.
Отправитель передавал информацию в виде узконаправленного луча, а получатель использовал счётчик фотонов для того, чтобы регистрировать полученные фотоны и определять их поляризацию.
Затем, получатель связывался с отправителем по открытому каналу и извещал о том, какие же именно биты были получены, чтобы определить возможные потери информации (дело в том, что большая часть фотонов, двигающаяся по мало предсказуемым траекториям, вообще не доходит до получателя).
Теоретически, злоумышленник может перехватить часть этого сигнала и даже определить, какие биты были использованы для формирования секретного ключа, но он никогда не узнает их значения. А для того, чтобы решить эту головоломку с помощью «грубой вычислительной силы», противнику потребуется срок, многократно превышающий срок жизни нашей Вселенной.
Как сообщает журнал NewScientist, в 2002 году шведским исследователям уже удалось передать квантовый ключ на расстояние около шестидесяти километров, но в тот раз передача велась по оптоволоконному кабелю, что делает их работу мало применимой для обмена информацией с низкоорбитальными спутниками связи.
Попытка, схожая с опытом англичан, была предпринята в 2000 году Национальной лабораторией в Лос-Аламосе, но тогда поток фотонов преодолел расстояние всего лишь в 1,6 километра.
Разумеется, даже эти несчастные двадцать три километра не идут ни в какое сравнение с той тысячей километров, которые должен преодолеть квантовый ключ от передающей станции на Земле до спутника на орбите.
Тем не менее, как полагает Джон Рэрити (John Rarity) из компании QinetiQ, осуществившей эксперимент, конструкция полностью функциональной системы будет разработана уже к марту 2003 года. Главной проблемой инженеров станет вопрос сохранения информации при прохождении фотонного потока через облака.
