На пути к сверхскоростной передаче данных: учёные представили многообещающий протокол QSDC

В недавнем исследовании, опубликованном 9 января в журнале Nature, специалисты компании LG предложили новый протокол для квантовой связи, который позволит значительно увеличить скорость передачи данных и повысить безопасность.

Ранее скорость квантовой связи сильно ограничивало «мёртвое время» однофотонных детекторов, используемых в этой области. Даже самые современные детекторы, такие как сверхпроводящий нанопроволочный однофотонный детектор, всё равно накладывают ограничения на скорость передачи данных с прямой квантовой связью.

Новый протокол квантовой связи с прямой передачей данных (Quantum Secure Direct Communication, QSDC) использует две оптические степени свободы для кодирования информации — временное и фазовое состояния квантовых частиц. Фазовое состояние служит для оценки квантовой битовой ошибки и определения наличия злоумышленника в канале связи, а временное состояние используется как для оценки ошибок, так и для передачи сообщений.

В отличие от предшествующих протоколов, использовавших только одно квантовое состояние, новый подход позволяет передавать несколько бит информации в одном квантовом состоянии. Это достигается за счёт новых методов кодирования на основе дифференциальных задержек временных интервалов.

По словам ведущего автора исследования Бён Кю Ана, новый протокол не требует использования квантовой памяти, двусторонней структуры передачи данных и постоянной проверки на наличие злоумышленников в канале. Именно эти недостатки предыдущего протокола DL04 снижали эффективность передачи данных.

По словам Ана, новое исследование не только предлагает новый протокол, но и проверяет его в действии с помощью анализа безопасности и моделирования. Полученные результаты свидетельствуют о существенном улучшении как скорости передачи данных, так и защищённости по сравнению с существующим протоколом. Это делает данную разработку многообещающим прорывом в области квантовых коммуникаций.