Distribuzione di chiavi quantistiche con fotoni ottenuti mediante scambio di entanglement da un emettitore quantistico

Abstract degli autori

La distribuzione di chiavi quantistiche (QKD) è una funzionalità fondamentale delle reti quantistiche. Per estenderne la portata servono ripetitori quantistici, una tecnologia ancora in fase di sviluppo e non ancora dimostrata in combinazione con protocolli crittografici quantistici. Qui affrontiamo l’operazione elementare di uno schema praticabile di ripetitore quantistico, valutando se fotoni correlati distribuiti tramite scambio di entanglement possano supportare la distribuzione di chiavi segrete. Utilizziamo una sorgente di fotoni deterministica all’avanguardia, basata su un punto quantistico di GaAs sintonizzato mediante deformazione e incorporato in una cavità fotonica, e implementiamo un protocollo QKD indipendente dalla sorgente tra due nodi usando fotoni ottenuti mediante scambio di entanglement. Valutiamo le prestazioni del sistema e mostriamo come una post-selezione temporale ad alta risoluzione possa consentire lo scambio sicuro di chiavi, con ulteriori miglioramenti del tasso attesi grazie a ottimizzazioni realistiche del dispositivo e del protocollo. Grazie alla compatibilità con un’ampia gamma di piattaforme di memoria quantistica, il nostro approccio rappresenta un passo significativo verso comunicazioni a lunga distanza sicure contro le minacce quantistiche.