量子鍵配送G652対G655 線維が地下鉄ネットワークでテスト

銀行口座や 医療記録や 国家機密さえも 数学的パズルによって 瞬時に解けるような世界を想像してください量子コンピューティングの登場により この不安定な現実が生まれました現在の暗号化方法が時代遅れになる恐れがあります量子鍵配布 (QKD) は,量子力学の原理を活用した技術で,無条件に安全な暗号鍵を作成する革命的なソリューションとして登場します.

現在の暗号化システムは 量子コンピュータがすぐに克服する 計算の複雑さに依存していますQKDは根本的に異なるアプローチを提示します セキュリティは数学的な困難ではなく物理法則によって保証されています産業化と商業化を達成した 最初の量子通信プロトコルとしてQKDは,既存の電信インフラに統合するための国内および国際的イニシアチブを引き起こしました.

通信ネットワークは主にG.652とGの2種類の単モードファイバーを使用しています.655両方ともITU-T規格に準拠し,波長1310nmと1550nmで送信をサポートするが,分散特性は著しく異なる.

• G.652繊維この波長で零分散で1310nm操作に最適化されている
• G.655繊維1550 nm バンド (C バンド: 1530-1660 nm) で優れているが,分散値が低い

G.655繊維の高い屈折率により,より大きな数値光口とより広い受容角度が提供され,長距離または潜水通信などの困難な環境に理想的です.エルビウムドーピングされた繊維増幅器 (EDFA) との互換性により,波長分割マルチプレックス (WDM) システムでも好ましい.

広く使用されているにもかかわらず,偏振コード化QKDアプリケーションのG.652およびG.655繊維の直接比較は依然として稀である.この研究は,イタリアのヴェネト地方の都市ファイバーネットワークで実施されたフィールド試験を通じて,このギャップを解決しています2種類の繊維を同じ条件で比較する.

この試験は,Retelit S.p.A.が運営するトレヴィソとヴェネツィア・メストレ間の19kmのファイバー接続を利用した.両種類の繊維の並列設置により,環境影響の比較が可能になりました主要な特徴:

• G.655繊維:36コアケーブルの一部で,データ伝送が94%活発
• G.652繊維:72コアケーブルの一部で占用率は8%しかない

この研究では,BB84プロトコルを実装したThinkQuantum srlのQuKyシステムを使用し,偏振コーディングを行いました.

• 両種類のファイバーで24時間"ダークファイバー"操作
• クラシック通信信号との共存テスト
• オプティカル・タイム・ドメイン・リフレクトメーター (OTDR) の測定

24 時間連続で 作業 を 行なう こと に よっ て 顕著 な 結果 が 得 られ まし た.

• キー発電率:G.655繊維は優れた性能を示した
• 量子ビットエラー率 (QBER):両方の繊維は受け入れられるレベルを維持し,G.652はわずかにより良い結果を示した.
• クラシック信号障害:適正な電源制御とフィルタリングによって管理可能
• チャンネル安定性:両方の繊維は試験中に一貫した性能を維持しました

この研究は,両方のファイバータイプが都市QKDネットワークをサポートできることを確認しており,G.655はキー生成率において優位性を持ち,G.652は誤差性能をわずかに向上させています.QKDが従来の交通機関を運ぶ運用ネットワークでの可動性を証明した共存テスト.

QKDの性能に影響を与える追加の要因には,以下のものがある:

• 偏振モード分散 (PMD) 特性
• 高功率レベルでの非線形効果
• 環境ストレスと気温変動
• キー蒸留のための後処理アルゴリズム

将来の研究では,以下について調べるべきです.

• 長距離QKDの実装
• クラシックネットワークとの統合強化
• 新しいQKDプロトコルの開発
• 金融部門や政府部門での実用的な展開

この研究は,QKDの導入を計画しているネットワークオペレーターにとって貴重な洞察を提供し,既存のファイバーインフラストラクチャが次世代量子セキュア通信をサポートできることを示しています.