Nuovi test sul campo di successo di un sistema di distribuzione di chiavi quantistiche a variabile continua (CV-QKD) su reti in fibra commerciale potrebbero aprire la strada al suo utilizzo nelle aree metropolitane.

Questo è il risultato chiave di un team congiunto di scienziati cinesi, pubblicato oggi in Scienza e tecnologia quantistica , che dimostra la trasmissione CV-QKD su un collegamento in fibra commerciale distribuito con una distanza di 50 chilometri.

Capogruppo e autore principale, Prof. Hong Guo, da un team congiunto dell'Università di Pechino e dell'Università delle poste e telecomunicazioni di Pechino (team congiunto PKU-BUPT), Pechino, ha dichiarato:"CV-QKD fornisce, in linea di principio, chiavi segrete incondizionate per proteggere i dati delle persone, come informazioni bancarie, email e password.

"Ha attirato molta attenzione negli ultimi anni, perché utilizza componenti di telecomunicazione standard che funzionano a temperatura ambiente, invece di dispositivi quantistici specifici come rilevatori di fotoni singoli ecc., e ha tassi di chiave segreta potenzialmente molto più alti. Però, la maggior parte delle precedenti dimostrazioni CV-QKD a lunga distanza sono state fatte solo in fibra di laboratorio, senza i disturbi causati dall'ambiente del campo."

Gli autori principali Dr. Yichen Zhang e Prof. Song Yu, dal team congiunto PKU-BUPT, Pechino, ha dichiarato:"Ci sono diverse sfide per portare un pratico sistema CV-QKD da una configurazione di laboratorio al mondo reale. Le fibre scure commerciali dispiegate sono inevitabilmente soggette a perturbazioni molto più forti dovute al cambiamento delle condizioni ambientali e allo stress fisico. Questo a sua volta causa gravi disturbi di gli stati quantistici trasmessi.

"Soffrono anche di maggiori perdite dovute alle giunzioni, curve strette e giunti interfibra. Il software e l'hardware dei moduli CV-QKD non devono essere progettati solo per far fronte a tutte le condizioni che interessano la fibra di trasmissione, ma devono anche essere progettati in modo robusto per operare in locali progettati per apparecchiature di telecomunicazione standard. Per di più, poiché i sistemi devono funzionare continuamente e senza frequenti attenzioni, devono essere progettati per recuperare automaticamente da eventuali errori e proteggere gli utenti finali dalle interruzioni del servizio."

Il team di ricerca congiunto PKU-BUPT ha effettuato due test sul campo di CV-QKD su reti in fibra commerciale in due città della Cina, Xi'an e Guangzhou, raggiungendo distanze di trasmissione di 30,02 km (12,48 dB di perdita) e 49,85 km (11,62 dB di perdita ), rispettivamente.

Il prof. Hong Guo ha dichiarato:"I precedenti test sul campo più lunghi di un sistema CV-QKD sono stati su una fibra dispiegata di 17,52 km (10,25 dB di perdita) e una fibra dispiegata di 17,7 km (5,6 dB di perdita), dove le velocità delle chiavi segrete erano 0,2 kbps e 0,3 kbps, rispettivamente.

"Paragonando questi risultati, i nostri risultati mostrano una distanza di trasmissione più del doppio, e un tasso di chiavi segrete più alto di due ordini di grandezza, anche se in collegamenti in fibra commerciale più con perdite.

"Questo è un passo significativo nell'avvicinare CV-QKD all'uso quotidiano. Ha spinto CV-QKD verso un ambiente più pratico, e, naturalmente, ci si può aspettare che si possa costruire una rete metropolitana sicura con garanzia quantistica alla portata delle tecnologie attuali".