Um novo sistema de comunicação foi desenvolvido para trocar chaves simétricas entre as partes para criptografar as mensagens para que não possam ser lidas por terceiros. Em cooperação com a Deutsche Telekom, pesquisadores liderados pelo professor de física Thomas Walther conseguiram operar uma rede quântica que é escalável em termos de número de usuários e ao mesmo tempo robusta sem a necessidade de nós confiáveis. No futuro, esses sistemas poderão proteger a infraestrutura crítica do perigo crescente de ataques cibernéticos. Além disso, conexões à prova de tap podem ser instaladas entre diferentes locais do governo em cidades maiores.
O sistema desenvolvido pelos pesquisadores de Darmstadt permite a troca de chaves quânticas, fornecendo a várias partes em uma rede em forma de estrela um número aleatório comum. Quanta de luz individual, os chamados fótons, são distribuídos aos usuários na rede de comunicação para calcular o número aleatório e, portanto, a chave digital. Devido aos efeitos físicos quânticos, essas chaves são particularmente seguras. Dessa forma, a comunicação é altamente protegida e os ataques de espionagem existentes podem ser detectados.

Até agora, esses métodos de chave quântica têm sido tecnicamente complexos e sensíveis a influências externas. O sistema do grupo Darmstadt do Collaborative Research Center CROSSING é baseado em um protocolo especial. O sistema distribui fótons de uma fonte central para todos os usuários da rede e estabelece a segurança das chaves quânticas por meio do emaranhamento quântico. Esse efeito físico-quântico produz correlações entre duas partículas de luz, que são observáveis ​​mesmo quando estão distantes. A propriedade da partícula parceira pode ser prevista medindo uma propriedade da partícula de luz de um par.

A polarização é frequentemente usada como uma propriedade, mas normalmente é perturbada nas fibras de vidro usadas para transmissão devido a influências ambientais, como vibrações ou pequenas mudanças de temperatura. No entanto, o sistema de Darmstadt usa um protocolo no qual a informação quântica é codificada na fase e no tempo de chegada dos fótons e, portanto, é particularmente insensível a tais distúrbios. Pela primeira vez, o grupo conseguiu fornecer chaves quânticas a uma rede de usuários por meio desse protocolo robusto.

A alta estabilidade da transmissão e a escalabilidade em princípio foram demonstradas com sucesso em um teste de campo junto com a Deutsche Telekom Technik GmbH. Como próximo passo, os pesquisadores da TU Darmstadt planejam conectar outros edifícios da cidade ao seu sistema. A pesquisa é publicada em PRX Quantum . + Explorar mais

Chaves de criptografia quântica para comunicação segura distribuídas 1.000 quilômetros além das tentativas anteriores