Informations chiffrées quantiques transmises sur plus de 600 kilomètres de fibre optique


fibres de verre

Crédit : CC0 Domaine public

En mettant en œuvre une nouvelle technique de stabilisation du signal, les chercheurs ont pu utiliser le protocole Twin Field Quantum Key Distribution (QKD) pour établir une communication quantique sécurisée sur une longueur record de 605 kilomètres de fibre de verre. La nouvelle démonstration ouvre la voie à la d’ hautement sécurisées et chiffrées quantiquement sur de longues distances, par exemple entre les villes.

Mirko Pittaluga de Toshiba Europe Limited et de l’Université de Leeds, tous deux au Royaume-Uni, présentera la recherche lors de la conférence virtuelle Frontiers in Optics + Laser Science Conference (FiO LS).

« Cette recherche étend pour la première fois la portée de la communication quantique basée sur la fibre à plus de 600 km, et nous pensons que les techniques présentées ici pourraient être pertinentes pour d’autres applications à photon unique sensibles à la phase », a déclaré Mirko Pittaluga. « Cela nous permettra de construire des réseaux de fibre optique à l’échelle nationale et continentale qui relieront de grandes zones métropolitaines. Avec les liaisons satellitaires, nous pouvons désormais imaginer des réseaux quantiques véritablement mondiaux », a déclaré Andrew Shields, responsable de la technologie quantique chez Toshiba Europe.

QKD permet à deux utilisateurs situés à des emplacements différents de créer une séquence de bits secrète commune en échangeant des photons, qui sont généralement transmis sur une fibre optique. La transmission sur de longues distances est l’un des plus grands défis de la mise en œuvre pratique de la communication quantique, car il existe une fondamentale à la distance que les photons peuvent parcourir avant que le signal ne se dégrade en raison de la diffusion ou de l’absorption. Alors que les répéteurs optiques résolvent ce problème pour la transmission de données par fibre optique traditionnelle, il s’est avéré difficile de fournir un répéteur fiable pour les informations codées quantiques.

Le protocole QKD à double nouvellement développé a le potentiel de surmonter la limitation de distance, mais de nouvelles méthodes sont nécessaires pour l’utiliser avec des longueurs de fibre supérieures à 500 kilomètres. Dans le nouveau travail, les chercheurs ont développé une configuration expérimentale et une technique de stabilisation de phase pour le QKD à double champ. L’approche de stabilisation basée sur le multiplexage par répartition en longueur d’ utilise deux signaux optiques de référence avec des longueurs d’onde différentes pour minimiser les fluctuations de phase sur de longues distances.

L’équipe de recherche a montré que la nouvelle approche peut atteindre des performances de type répéteur tout en tolérant des pertes optiques au-delà de la limite traditionnelle de 100 dB sur un canal quantique de 605 kilomètres. Ils ont également pu tester différentes variantes du protocole TF-QKD. La nouvelle approche de stabilisation pourrait également être appliquée à d’autres protocoles et applications de communication quantique, tels que l’amélioration des télescopes interférométriques.

Ces résultats ont été obtenus en laboratoire, mais des preuves expérimentales récentes confirment l’applicabilité de cette technique de stabilisation aux fibres utilisées sur le terrain. L’équipe travaille actuellement à la réalisation d’un test sur le terrain.


Démonstration de communication quantique sur fibres optiques avec plus de 600 km


Plus d’information:
Conférence : www.frontiersinoptics.com/home/

La présentation de Pittaluga est prévue pour le lundi 1er novembre à 7h00 HAE (UTC – 4h00).

Fourni par la société optique

Citation: Informations chiffrées quantiques sur plus de 600 kilomètres de fibre optique (2021, 21 octobre), consultées le 23 octobre 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-10-quantum-encrypted-transmitted -fiber- kilomètres.html

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