ప్రపంచం తొలిసారిగా క్వాంటం కీ పరిమితిని అధిగమించింది

ప్రపంచం తొలిసారిగా క్వాంటం కీ పరిమితిని అధిగమించింది. నిజమైన సింగిల్-ఫోటాన్ సోర్స్ యొక్క కీ రేటు 79% మేర పెరిగింది.

క్వాంటం కీ పంపిణీ(QKD) అనేది క్వాంటం భౌతిక సూత్రాలపై ఆధారపడిన ఒక ఎన్‌క్రిప్షన్ సాంకేతికత మరియు ఇది కమ్యూనికేషన్ భద్రతను మెరుగుపరచడంలో గొప్ప సామర్థ్యాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది. ఈ సాంకేతికత ఫోటాన్‌లు లేదా ఇతర కణాల క్వాంటం స్థితులను ఉపయోగించి ఎన్‌క్రిప్షన్ కీలను ప్రసారం చేస్తుంది. ఈ క్వాంటం స్థితులను వాటి స్థితులను మార్చకుండా ప్రతిరూపం చేయడం లేదా కొలవడం సాధ్యం కాదు కాబట్టి, దురుద్దేశపూర్వక పక్షాలు ఇరుపక్షాల మధ్య జరిగే కమ్యూనికేషన్ కంటెంట్‌ను గుర్తించబడకుండా అడ్డగించడం చాలా కష్టతరం అవుతుంది. నిజమైన సింగిల్-ఫోటాన్ సోర్స్‌లను (SPS) తయారు చేయడంలో ఉన్న కష్టాల కారణంగా, ప్రస్తుతం అభివృద్ధి చేయబడిన చాలా క్వాంటం కీ డిస్ట్రిబ్యూషన్ (QKD) వ్యవస్థలు అటెన్యూయేటెడ్ (attenuated) పై ఆధారపడి ఉంటాయి.కాంతి వనరులుతక్కువ తీవ్రత గల లేజర్ పల్స్‌ల వంటి ఏక ఫోటాన్‌లను అనుకరించేవి. ఈ లేజర్ పల్స్‌లలో ఫోటాన్‌లు లేకపోవచ్చు లేదా బహుళ ఫోటాన్‌లు ఉండవచ్చు కాబట్టి, సిస్టమ్‌లో ఉపయోగించే పల్స్‌లలో సుమారు 37% మాత్రమే భద్రతా కీలను రూపొందించడానికి ఉపయోగపడతాయి. చైనా పరిశోధకులు ఇటీవల గతంలో ప్రతిపాదించిన క్వాంటం కీ డిస్ట్రిబ్యూషన్ (QKD) సిస్టమ్ యొక్క పరిమితులను విజయవంతంగా అధిగమించారు. వారు నిజమైన ఏక-ఫోటాన్ మూలాలను (SPS, అంటే, అవసరమైనప్పుడు వ్యక్తిగత ఫోటాన్‌లను విడుదల చేయగల సామర్థ్యం ఉన్న వ్యవస్థలు) ఉపయోగించుకున్నారు.

పరిశోధకుల ప్రధాన లక్ష్యం, అవసరమైనప్పుడు అధిక ప్రకాశవంతమైన సింగిల్ ఫోటాన్‌లను విడుదల చేయగల ఒక భౌతిక వ్యవస్థను నిర్మించడం. తద్వారా, గతంలో క్వాంటం కీ డిస్ట్రిబ్యూషన్ (QKD) వ్యవస్థలను నిర్మించడానికి ఉపయోగించిన బలహీనమైన కాంతి వనరులు ఎదుర్కొన్న ప్రాథమిక పరిమితులను అధిగమించడం. ఈ వ్యవస్థ క్వాంటం కీ డిస్ట్రిబ్యూషన్ (QKD) సాంకేతికత యొక్క విశ్వసనీయతను మరియు పనితీరును మెరుగుపరుస్తుందని, తద్వారా వాస్తవ ప్రపంచ వాతావరణాలలో దాని భవిష్యత్ వినియోగానికి పునాది వేస్తుందని వారు ఆశిస్తున్నారు. ప్రస్తుతం, ఈ ప్రయోగం చాలా ఆశాజనకమైన ఫలితాలను సాధించింది, ఎందుకంటే వారి SPS అత్యంత అధిక సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉందని మరియు ఫోటాన్‌లను విడుదల చేసే రేటును గణనీయంగా పెంచుతుందని కనుగొనబడింది.QKD వ్యవస్థభద్రతా కీలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. మొత్తంమీద, ఈ పరిశోధనలు SPS-ఆధారిత QKD వ్యవస్థల సామర్థ్యాన్ని హైలైట్ చేస్తున్నాయి, వాటి పనితీరు WCP-ఆధారిత QKD వ్యవస్థల పనితీరును గణనీయంగా అధిగమించగలదని సూచిస్తున్నాయి. "SPS ఆధారిత QKD పనితీరు WCP యొక్క ప్రాథమిక రేటు పరిమితిని మించిందని మేము మొదటిసారిగా ప్రదర్శించాము," అని పరిశోధకులు తెలిపారు. 14.6(1.1) dB నష్టంతో ఫ్రీ-స్పేస్ అర్బన్ ఛానెల్‌లో జరిపిన ఫీల్డ్ QKD పరీక్షలో, మేము పల్స్‌కు 1.08 × 10−3 బిట్‌ల సురక్షిత కీ రేటు (SKR)ను సాధించాము, ఇది బలహీనంగా పొందికైన కాంతిపై ఆధారపడిన QKD వ్యవస్థ యొక్క వాస్తవ పరిమితి కంటే 79% ఎక్కువ. అయితే, ప్రస్తుతం, SPS-QKD వ్యవస్థ యొక్క గరిష్ట ఛానెల్ నష్టం ఇప్పటికీ WCP-QKD వ్యవస్థ కంటే తక్కువగా ఉంది. పరిశోధకులు తమ క్వాంటం కీ డిస్ట్రిబ్యూషన్ (QKD) వ్యవస్థలో గమనించిన తక్కువ ఛానెల్ నష్టం వ్యవస్థ నుండి ఉత్పన్నం కాలేదు, కానీ వారు నడుపుతున్న డెకాయ్-ఫ్రీ ప్రోటోకాల్‌లోని అవశేష మల్టీ-ఫోటాన్ ప్రభావానికి కారణమని చెప్పబడింది. భవిష్యత్ పరిశోధనలో భాగంగా, సిస్టమ్ యొక్క దిగువ పొరలో ఉన్న సింగిల్-ఫోటాన్ సోర్స్ (SPS) పనితీరును మరింత ఆప్టిమైజ్ చేయడం ద్వారా లేదా సిస్టమ్‌లోకి బైట్ స్టేట్‌లను ప్రవేశపెట్టడం ద్వారా సిస్టమ్ యొక్క నష్ట సహనాన్ని మెరుగుపరచాలని వారు ఆశిస్తున్నారు. నిరంతర సాంకేతిక పురోగతి, క్వాంటం కీ డిస్ట్రిబ్యూషన్ (QKD) అభివృద్ధిని క్రమంగా ఆచరణాత్మక మరియు సాధారణ అనువర్తనాల వైపు ప్రోత్సహిస్తుందని నమ్ముతున్నారు.