นักวิทย์จีนสร้างสถิติใหม่ ‘สื่อสารเชิงควอนตัม’ ระยะไกล

คณะนักวิทยาศาสตร์ของจีนสร้างสถิติโลกของการกระจายกุญแจเข้ารหัสเชิงควอนตัม (QKD) แบบสนามคู่ ผ่านสายใยแก้วนำแสงความยาว 1,002 กิโลเมตร ซึ่งถือเป็นก้าวสำคัญสู่การสร้างเครือข่ายควอนตัมขนาดใหญ่ในอนาคต

การกระจายกุญแจเข้ารหัสเชิงควอนตัมเป็นวิธีการหลักสำหรับการสื่อสารเชิงควอนตัม ช่วยให้ผู้ใช้งานระยะไกล 2 ฝ่าย สร้างกุญแจเข้ารหัสใช้งานร่วมที่มีเพียงพวกเขาเท่านั้นที่รู้ ซึ่งถูกใช้งานในการเข้ารหัสและถอดรหัสข้อความ

อย่างไรก็ดี การประยุกต์ใช้งานการกระจายกุญแจเข้ารหัสเชิงควอนตัมเผชิญปัญหาใหญ่คือระยะทางจำกัด เนื่องจากไม่สามารถขยายขอบเขตสัญญาณเชิงควอนตัมและการส่งสัญญาณผ่านของช่องทางสื่อสารจะลดลงแบบทวีคูณตามระยะทาง

ก่อนหน้านี้มีการสาธิตการกระจายกุญแจเข้ารหัสเชิงควอนตัมแบบสนามคู่ในห้องปฏิบัติการผ่านม้วนใยแก้วความยาว 830 กิโลเมตร

ผลการศึกษาในวารสารฟิสิคัล รีวิว เลตเตอร์ส (Physical Review Letters) ระบุว่า คณะนักวิทยาศาสตร์จากสถาบันต่างๆ เช่น มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีน สถาบันเทคโนโลยีควอนตัมแห่งจี่หนาน สถาบันไมโครซิสเต็มและเทคโนโลยีสารสนเทศแห่งเซี่ยงไฮ้ เผยว่า ระยะการกระจายที่ยาวที่สุดอยู่ที่ 1,002 กิโลเมตร ด้วยอัตรากุญแจความปลอดภัย 0.0034 บิตต่อวินาที

คณะนักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาการประมาณค่าระยะแบบดูอัลแบนด์ (dual-band) หรือสองคลื่นอุปกรณ์ และเครื่องตรวจจับโฟตอนเดี่ยวเส้นลวดนาโนที่มีตัวนำยิ่งยวด (SNSPD) ระหว่างการทดลอง เพื่อลดเสียงรบกวนของระบบซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการผลิตกุญแจความปลอดภัยในระยะไกล

การศึกษาครั้งนี้ได้ตรวจสอบความเป็นไปได้ของการกระจายกุญแจเข้ารหัสเชิงควอนตัมแบบสนามคู่ในระยะทางไกลมาก และบ่งชี้โอกาสในการสื่อสารเชิงควอนตัมระยะไกล