تخيل عالم حيث الحسابات المصرفية، السجلات الطبية، وحتى أسرار الدولة محمية من قبل الألغاز الرياضية التي يمكن حلها في لحظة.ظهور الحوسبة الكمية قد خلق هذا الواقع غير المستقر، مما يهدد بجعل طرق التشفير الحالية قديمة.يظهر توزيع المفاتيح الكمية (QKD) كحل ثوري، وهي تقنية تستفيد من مبادئ ميكانيكا الكم لإنشاء مفاتيح تشفير آمنة دون قيد أو شرط.
تعتمد أنظمة التشفير الحالية على التعقيد الحسابي الذي قد تتغلب عليه أجهزة الكمبيوتر الكمية قريباً.يقدم QKD نهجاً مختلفاً بشكل أساسي أمنها مضمون بقوانين الفيزياء بدلاً من الصعوبة الرياضيةكأول بروتوكول اتصالات كمية لتحقيق التصنيع والتسويقوقد أثار QKD مبادرات وطنية ودولية لدمجها في البنية التحتية الحالية للاتصالات.
تستخدم شبكات الاتصالات السلكية واللاسلكية بشكل رئيسي نوعين من الألياف أحادية الوضع: G.652 و G.655كلاهما يتوافق مع معايير الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU-T) ويدعم النقل في أطوال موجة 1310 نانومتر و 1550 نانومتر ، ولكن خصائص التشتت الخاصة بهما تختلف اختلافًا كبيرًا:
يعطي مؤشر الانكسار الأعلى للألياف G.655 فتحة عددية أكبر وزاوية قبول أوسع ، مما يجعلها مثالية للبيئات الصعبة مثل الاتصالات الطويلة أو الغواصة.تتوافق مع مكبرات الألياف المضغوطة بالأربيم (EDFA) مما يجعلها مفضلة أيضًا لأنظمة تقسيم الموجات المتعددة (WDM).
على الرغم من استخدامها على نطاق واسع ، لا تزال المقارنات المباشرة بين ألياف G.652 و G.655 لتطبيقات QKD المكفولة بالقطبية نادرة.هذه الدراسة تعالج هذه الفجوة من خلال التجارب الميدانية التي أجريت على شبكات الألياف الحضرية في منطقة فينيتو في إيطاليا، مقارنة نوعي الألياف تحت ظروف متطابقة.
استخدمت الاختبارات رابطًا للألياف السلكية يبلغ طوله 19 كم بين تريفيزو وفينيسيا-ميستري، الذي تديره شركة Retelit SpA.يسمح التثبيت المتوازي لكلا النوعين من الألياف بمقارنة مراقبة للتأثيرات البيئيةالسمات الرئيسية:
استخدمت الدراسة نظام QuKy من ThinkQuantum srl الذي ينفذ بروتوكول BB84 مع ترميز الاستقطاب. شملت الاختبارات:
أدى التشغيل المستمر على مدار 24 ساعة إلى نتائج كبيرة:
تؤكد الدراسة أن كلا النوعين من الألياف يمكن أن يدعما شبكات QKD في المدن الحضرية ، حيث يوفر G.655 مزايا في معدل توليد المفاتيح بينما يوفر G.652 أداءً أفضل قليلاً في الأخطاء.أظهرت اختبارات التعايش الناجحة جدوى QKD في الشبكات التشغيلية لنقل حركة المرور الكلاسيكية.
تشمل العوامل الإضافية التي تؤثر على أداء QKD:
البحوث المستقبلية يجب أن تستكشف:
توفر هذه الدراسة رؤى قيمة لمشغلي الشبكات الذين يخططون لنشر QKD ، مما يدل على أن البنية التحتية الحالية للألياف يمكن أن تدعم الجيل التالي من الاتصالات المؤمنة الكمية.
تخيل عالم حيث الحسابات المصرفية، السجلات الطبية، وحتى أسرار الدولة محمية من قبل الألغاز الرياضية التي يمكن حلها في لحظة.ظهور الحوسبة الكمية قد خلق هذا الواقع غير المستقر، مما يهدد بجعل طرق التشفير الحالية قديمة.يظهر توزيع المفاتيح الكمية (QKD) كحل ثوري، وهي تقنية تستفيد من مبادئ ميكانيكا الكم لإنشاء مفاتيح تشفير آمنة دون قيد أو شرط.
تعتمد أنظمة التشفير الحالية على التعقيد الحسابي الذي قد تتغلب عليه أجهزة الكمبيوتر الكمية قريباً.يقدم QKD نهجاً مختلفاً بشكل أساسي أمنها مضمون بقوانين الفيزياء بدلاً من الصعوبة الرياضيةكأول بروتوكول اتصالات كمية لتحقيق التصنيع والتسويقوقد أثار QKD مبادرات وطنية ودولية لدمجها في البنية التحتية الحالية للاتصالات.
تستخدم شبكات الاتصالات السلكية واللاسلكية بشكل رئيسي نوعين من الألياف أحادية الوضع: G.652 و G.655كلاهما يتوافق مع معايير الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU-T) ويدعم النقل في أطوال موجة 1310 نانومتر و 1550 نانومتر ، ولكن خصائص التشتت الخاصة بهما تختلف اختلافًا كبيرًا:
يعطي مؤشر الانكسار الأعلى للألياف G.655 فتحة عددية أكبر وزاوية قبول أوسع ، مما يجعلها مثالية للبيئات الصعبة مثل الاتصالات الطويلة أو الغواصة.تتوافق مع مكبرات الألياف المضغوطة بالأربيم (EDFA) مما يجعلها مفضلة أيضًا لأنظمة تقسيم الموجات المتعددة (WDM).
على الرغم من استخدامها على نطاق واسع ، لا تزال المقارنات المباشرة بين ألياف G.652 و G.655 لتطبيقات QKD المكفولة بالقطبية نادرة.هذه الدراسة تعالج هذه الفجوة من خلال التجارب الميدانية التي أجريت على شبكات الألياف الحضرية في منطقة فينيتو في إيطاليا، مقارنة نوعي الألياف تحت ظروف متطابقة.
استخدمت الاختبارات رابطًا للألياف السلكية يبلغ طوله 19 كم بين تريفيزو وفينيسيا-ميستري، الذي تديره شركة Retelit SpA.يسمح التثبيت المتوازي لكلا النوعين من الألياف بمقارنة مراقبة للتأثيرات البيئيةالسمات الرئيسية:
استخدمت الدراسة نظام QuKy من ThinkQuantum srl الذي ينفذ بروتوكول BB84 مع ترميز الاستقطاب. شملت الاختبارات:
أدى التشغيل المستمر على مدار 24 ساعة إلى نتائج كبيرة:
تؤكد الدراسة أن كلا النوعين من الألياف يمكن أن يدعما شبكات QKD في المدن الحضرية ، حيث يوفر G.655 مزايا في معدل توليد المفاتيح بينما يوفر G.652 أداءً أفضل قليلاً في الأخطاء.أظهرت اختبارات التعايش الناجحة جدوى QKD في الشبكات التشغيلية لنقل حركة المرور الكلاسيكية.
تشمل العوامل الإضافية التي تؤثر على أداء QKD:
البحوث المستقبلية يجب أن تستكشف:
توفر هذه الدراسة رؤى قيمة لمشغلي الشبكات الذين يخططون لنشر QKD ، مما يدل على أن البنية التحتية الحالية للألياف يمكن أن تدعم الجيل التالي من الاتصالات المؤمنة الكمية.
