Бюджетную квантовую сеть создали ученые.
Профессионалы центра НТИ «Квантовые коммуникации» НИТУ «МИСиС», МФТИ и РКЦ разработали архитектуру квантовой сети, которая позволяет на 28% снизить стоимость ее развертывания и обслуживания. Эксперты говорят, что это происходит с помощью использования оптических переключателей и убавления количества устройств квантового распределения ключей.
Квантовое распределение ключей (КРК) – метод передачи секретного ключа между двумя сторонами, безопасность которого основана на основательных законах квантовой физики. КРК позволяет создать общий случайный ключ, который моден только передающей и принимающей сторонам, и использовать его для шифрования и расшифровывания известий. Важным и уникальным свойством квантового распределения ключей является возможность физически обнаружить, по возросшему уровню квантовых ошибок или иным аномалиям, пребывание третьей стороны, пытающейся получить информацию о ключе.
Создание квантовых сетей связано с рядом проблем: высокой стоимостью устройств КРК и необходимостью обеспечения гуманных скоростей передачи секретных ключей между общающимися субъектами. Ученые предложили решить эти проблемы с помощью использования оптических коммутаторов существующих оптоволоконных сетей, что позволит подрезать крылья количество используемых устройств КРК.
Исследователи произвели расчет скоростей генерации ключа для каждого участка проектируемой магистральной квантовой сети протяженностью 670 км между Москвой и Удомлей (Тверская область), и провели оптимизацию конфигурации сети для обеспечения ее максимальной производительности.
«Идея использования коммутаторов заключается в том, что оптические каналы существующей телекоммуникационной структуры очень разнообразны с точки зрения потерь, поэтому скорость генерации ключей крепко рознится в различных сегментах. Поэтому, по крайней мере, в случае конфигурации магистральной квантовой сети, нет смысла организовывать сплошную генерацию ключей на всех участках - скорость генерации ключей ограничена самым медленным каналом. Таким образом, использование оптических переключателей в сегментах с невысокими утратами может помочь значительно снизить общую стоимость квантовой сети, в то время как скорость генерации секретного ключа остается довольно высокой», - рассказал соавтор исследования, руководитель лаборатории теории квантовых коммуникаций Центра НТИ «Квантовые коммуникации» НИТУ «МИСиС» Андрей Тайдуганов.