Implementando una nuova tecnica di stabilizzazione del segnale, i ricercatori sono stati in grado di ottenere una comunicazione quantistica sicura su un record di 605 chilometri di fibra utilizzando il protocollo di distribuzione a chiave quantistica a doppio campo (QKD). La nuova dimostrazione apre la strada alla trasmissione di informazioni altamente sicure e crittografate quantisticamente su lunghe distanze, ad esempio tra città.
"Questa ricerca estende la gamma di comunicazioni quantistiche basate su fibra oltre i 600 km per la prima volta, e pensiamo che le tecniche che abbiamo introdotto qui possano essere rilevanti per altre applicazioni a singolo fotone sensibili alla fase", ha detto Mirko Pittaluga di Toshiba Europe Limited e dell'Università di Leeds, entrambi nel Regno Unito. "Questo ci permetterà di costruire reti in fibra su scala nazionale e continentale che collegano le principali aree metropolitane. Insieme ai collegamenti satellitari, ora possiamo immaginare reti quantistiche veramente globali", ha continuato Andrew Shields, responsabile della divisione di tecnologia quantistica di Toshiba Europe.
QKD consente a due utenti in luoghi diversi di stabilire una stringa segreta comune di bit scambiando fotoni che vengono tipicamente trasmessi su una fibra ottica. Raggiungere la trasmissione su lunghe distanze è una delle maggiori sfide per l'implementazione pratica della comunicazione quantistica perché esiste un limite fondamentale a quanto lontano i fotoni possono viaggiare prima che il segnale si degradi a causa della dispersione o dell'assorbimento. Mentre i ripetitori ottici risolvono questo problema per la tradizionale trasmissione di dati in fibra ottica, si è dimostrato difficile creare un ripetitore affidabile per le informazioni codificate quantistiche.
Il protocollo QKD a doppio campo di nuova concezione ha il potenziale per superare la limitazione della distanza, ma sono necessari nuovi metodi per utilizzarlo con lunghezze di fibra superiori a 500 chilometri. Questi risultati sono stati ottenuti in un ambiente di laboratorio, ma prove sperimentali recentemente ottenute confermano l'applicabilità di questa tecnica di stabilizzazione su fibre dispiegate sul campo. Il team sta ora lavorando per eseguire un test di prova sul campo.