ТАСС, 21 октября. Российские ученые разработали технологию, которая более чем на четверть снижает затраты на развертывание и обслуживание квантовой сети. В ней используются оптические переключатели и сокращается количество передающих и приемных устройств. Результаты работы опубликовал научный журнал Optics Express. Кратко об этом пишет пресс-служба МИСиС.
"Ученые разработали уникальную архитектуру квантовой сети, которая позволяет на 28% снизить стоимость ее развертывания и обслуживания за счет использования оптических переключателей и уменьшения количества устройств квантового распределения ключей", - пишет пресс-служба.
Квантовое распределение ключей (КРК) - метод передачи секретного ключа между двумя сторонами, безопасность которого основана на фундаментальных законах квантовой физики. Высокая стоимость устройств КРК и необходимость обеспечения разумных скоростей передачи секретных ключей сегодня являются одними из проблем при создании квантовых сетей. Максимальная скорость передачи сигнала зависит от длины линии и параметров КРК-установки. Она будет "разумной", если будет больше или равна скорости расходования ключа потребителем.
О технологии
В противном случае ключ необходимой длины будет не успевать накапливаться, и передача шифрованных данных будет прерываться на "паузу". В новой работе ученые предложили решить эти затруднения в развитии сетей КРК за счет использования оптических коммутаторов существующих оптоволоконных сетей, что позволит сократить количество используемых устройств КРК. Идея заключается в том, что оптические каналы существующей телекоммуникационной структуры очень разнородны с точки зрения потерь, поэтому скорость генерации ключей сильно различается в разных сегментах.
"Поэтому, по крайней мере, в случае конфигурации магистральной квантовой сети, нет смысла организовывать непрерывную генерацию ключей на всех участках - скорость генерации ключей ограничена самым медленным каналом. Таким образом, использование оптических переключателей в сегментах с низкими потерями может помочь значительно снизить общую стоимость квантовой сети, в то время как скорость генерации секретного ключа остается достаточно высокой", - рассказал один из авторов исследования Андрей Тайдуганов.
Применив новый подход, ученые рассчитали скорости генерации ключа для каждого участка проектируемой магистральной квантовой сети протяженностью 670 км между Москвой и Удомлей (Тверская область), и оптимизировали конфигурацию сети для обеспечения ее максимальной производительности. В качестве прототипа была собрана сеть из четырех узлов с одним переключателем и разработан сетевой протокол. Работа этой небольшой сети была протестирована в лабораторных условиях: сравнение полученных экспериментальных результатов с предсказаниями разработанной теоретической модели продемонстрировало ее валидность.