La distribution de clés quantiques (QKD) exploite la puissance de la mécanique quantique pour transmettre en toute sécurité des informations confidentielles. Lorsqu’une source extérieure écoute une transmission QKD, les états quantiques sont affectés. Cela alerte de manière fiable le destinataire et l'expéditeur que la transmission n'est plus sécurisée.
Malheureusement, la mise en œuvre de la technologie QKD a jusqu’à présent connu des limites. Les réseaux de télécommunications nécessitent que le QKD et les données classiques partagent l'infrastructure de fibre afin de réduire suffisamment les coûts pour être réalisables à grande échelle, et les canaux de données classiques introduisent du bruit qui limite la distance et les performances des transmissions QKD. De nombreuses solutions ont été proposées et testées, comme un filtrage supplémentaire ou des longueurs d'onde dédiées, mais celles-ci compliquent encore l'intégration dans les réseaux télécoms existants.
Désormais, des chercheurs du Danemark et de la République tchèque pourraient disposer d'une meilleure solution qui, une fois testée, a battu le record de la plus longue transmission réalisée avec QKD et les données classiques.
Leurs travaux, publiés dans Lettres d'examen physiquese concentre sur le QKD à variable continue (CV), qui utilise des états cohérents, au lieu des sources à photons uniques utilisées dans le QKD à variable discrète (DV).
En utilisant un système CV-QKD à oscillateur local (LO) avec des états cohérents modulés gaussiens et une fibre à très faible perte, l'équipe a réalisé des transmissions CV-QKD d'une durée record de 120 km en régime asymptotique et de 100 km en régime de taille finie, coexistant avec des canaux classiques entièrement peuplés.
« Les clés sécurisées sont générées dans le régime de taille finie à 100 km, tandis que les clés asymptotiques sont obtenues à 120 km. Cette distance de transmission record est rendue possible par les propriétés intrinsèques de filtrage de mode du LO et l'optimisation de la variance de modulation pour supprimer l'excès de bruit induit par le bruit de phase », expliquent les auteurs de l'étude.
L'équipe a comparé les niveaux de bruit avec et sans les canaux classiques et n'a trouvé aucune augmentation significative du bruit excessif ni baisse du taux de clé sécurisé due aux canaux classiques. Ils ont ensuite comparé leur configuration à un système commercial DV-QKD et ont constaté que le CV-QKD surpassait le système DV-QKD, qui échouait dans des environnements sonores similaires.
Les auteurs de l'étude écrivent : « Nos résultats soulignent que CV-QKD fournit une solution plug-and-play pour les liaisons optiques longue distance sans nécessiter de techniques de filtrage supplémentaires ni d'attribution de longueur d'onde spécifique. »
Cela se démarque des solutions précédentes qui nécessitaient des techniques de filtrage et de spécialisation de longueur d'onde supplémentaires et montre que la sécurité quantique peut être ajoutée aux réseaux actuels avec un minimum de perturbations. En outre, l'équipe affirme que leur système peut être amélioré en augmentant les débits de symboles et en améliorant la correction d'erreurs pour permettre des distances encore plus longues et des débits clés plus élevés, et que les méthodes numériques de polarisation et de gestion de l'horloge peuvent simplifier davantage l'intégration à l'avenir.
Écrit pour vous par notre auteur Krystal Kasal, édité par Gaby Clark, et vérifié et révisé par Robert Egan, cet article est le résultat d'un travail humain minutieux. Nous comptons sur des lecteurs comme vous pour maintenir en vie le journalisme scientifique indépendant. Si ce reporting vous intéresse, pensez à faire un don (surtout mensuel). Vous obtiendrez un sans publicité compte en guise de remerciement.
