Kvantna računala prijetnja su klasičnim shemama šifriranja kao što je asimetrični algoritam šifre javnog ključa (RSA) jer su prikladna za njihovo probijanje grubom silom. To je potaklo razvoj novih pristupa sigurnim komunikacijama. Jedan od njih je kvantna distribucija ključeva (QKD) koja omogućuje dijeljenje kriptografskih ključeva generiranih iz niza polariziranih fotona, što prisluškivanje bez otkrivanja čini fizički nemogućim.

Velika prekretnica

Fotoni se mogu prenositi optičkim vlaknom, što je prikladno za gradske mreže, ali degradacija signala ograničava pojedinačne raspone na najviše stotine kilometara. Prijenos fotona kroz svemir, s pomoću specijaliziranih satelita, omogućuje uspostavljanje kvantnih komunikacijskih kanala na mnogo većim udaljenostima. 

Kinezi su još 2017. iskoristili svoj satelit Mozi za implementaciju QKD-a na 1200 km. Bila je to velika prekretnica u kvantnoj komunikaciji, a Kinu se otad smatra liderom u razvoju ove tehnologije. Sada su ključeve koje je poslao Mozi iskoristili za uspostavljanje ultrasigurne veze između zvjezdarnice Zvenigorod nadomak Moskve i zemaljske stanice Nanshan u zapadnoj kineskoj pokrajini Xinjiang, javlja South China Morning Post.  

Ove dvije zemaljske postaje udaljene su 3800 km, a znanstvenici su koristili kvantni ključ koji su podijelili tijekom eksperimenta za šifriranje i dešifriranje dviju poruka: citata kineskog filozofa po kojem je satelit Mozi dobio ime i jednadžbu sovjetskog fizičara Leva Landaua.

Kvantna komunikacijska mreža

Aleksej Fedorov s ruskog Nacionalnog sveučilišta za znanost i tehnologiju (MISIS) i Ruskog kvantnog centra, dvije ključne institucije za razvoj kvantne tehnologije u Rusiji, rekao je novinarima da je ovaj, prvi test "punog ciklusa" između dvije zemlje proveden prošle godine. Time je, kaže, dokazano da je "tehnički apsolutno moguće" izgraditi kvantnu komunikacijsku mrežu između zemalja BRICS-a, odnosno Brazila, Rusije, Indije, Kine i Južne Afrike. 

Fedorov je tom prilikom otkrio i da je Rusija izradila prototip kvantnog mikrosatelita te da se priprema za lansiranje vlastitog kvantnog satelita. Kvantne tehnologije smatraju se strateški važnima, a mnoge zemlje ulažu sredstva u njihov razvoj. Ruski predsjednik Vladimir Putin lani je na Forumu tehnologija budućnosti u Moskvi rekao da će kvantne tehnologije imati važnu ulogu u ruskoj digitalnoj infrastrukturi. Rusija je također predložila zajedničke projekte s drugim zemljama BRICS-a kako bi se unaprijedile nadolazeće tehnologija, uključujući i one kvantne.

Rekordna distribucija kvatnih ključeva 

U međuvremenu, kineski su znanstvenici postavili novi rekord u brzoj distribuciji kvantnih ključeva. Riječ je o brzinama većim od 110 Mb/s preko standardnog optičkog vlakna duljine 10 km, pohvalili su se znanstvenici Sveučilišta za znanost i tehnologiju Kine (USTC) u časopisu Nature Photonics. Stopa tajnog ključa (SKR), brzina kojom se generira tajni ključ, ključna je vrijednost za primjenu bilo kojeg QKD sustava i dosad je bila ograničena na nekoliko megabita u sekundi. Dosadašnji rekord bio je oko 10 Mb/s preko 10 km standardnog optičkog vlakna.

Ove sposobnosti, otkrivaju kineski znanstvenici, mogu se pripisati višepikselnom supravodljivom nanožičnom jednofotonskom detektoru s ultravisokom brzinom brojanja, integriranom odašiljaču koji može stabilno kodirati polarizacijska stanja s malom pogreškom, brzom algoritmu naknadne obrade za generiranje ključeva u stvarnom vremenu i visokom taktu rada sustava.

Rezultati ujedno pokazuju izvedivost praktičnog QKD-a visoke brzine koji može zadovoljiti potrebe komunikacije velike propusnosti i time otvoriti mogućnost za široku primjenu kvantne komunikacije, kažu kineski znanstvenici.