إيطاليا تربط QKD عبر ١٨ كم بالألياف الأحادية النمط

• صحّحت البصريات التكيفية التشوهات الجوية قبل اقتران الإشارة الكمية بليف أحادي النمط في محطة أرضية بصرية في بادوا
• ولّد النظام مفاتيح سرية بمعدل ٢٠٠ بت/ث عبر كواشف تعمل عند درجة حرارة الغرفة، لكن التجربة بقيت تجربة ميدانية أرضية ثابتة

الوقائع

أظهر باحثون من جامعة بادوا وThinkQuantum والمجلس الوطني للأبحاث في إيطاليا توصيل توزيع المفاتيح الكمية عبر وصلة فضاء حر بطول ١٨ كيلومترًا في شمال شرق إيطاليا. انتقلت الإشارة من محطة طرفية بعيدة في مونت غراندي إلى محطة أرضية بصرية في بادوا.

يمكن للاضطراب الجوي تشويه الحزمة الضوئية وجعل إدخالها في ليف أحادي النمط ذي اللب الضيق صعبًا. استخدم الباحثون البصريات التكيفية في محطة الاستقبال لتصحيح الإشارة الواردة قبل إرسالها عبر الليف إلى مستقبل QKD. ولّد النظام مفاتيحًا سرية بمعدل ٢٠٠ بت/ث باستخدام كواشف تعمل بدرجة حرارة الغرفة.

نُشرت النتائج بعد التحكيم فيnpj Quantum Informationفي ٢٦ أغسطس. اعتمدت التجربة على وصلة برية ثابتة بدل وصلة قمر صناعي متحركة، وكانت تجربة ميدانية وليست نشرًا تجاريًا لشبكة كمومية.

التقييم

أصعب مرحلة في الجمع بين QKD في الفضاء الحر والألياف ليست مجرد إرسال الإشارة لمسافة طويلة. في جهة الاستقبال، يغيّر الاضطراب الجوي شكل الحزمة وموقعها، بينما يقبل الليف أحادي النمط الضوء عبر لب ضيق جدًا. لذا قد تخفض المحاذاة السيئة الكمية التي تصل إلى الليف.

تُظهر تجربة بادوا أن البصريات التكيفية قادرة على تصحيح هذا التشويه بما يكفي لتغذية وصلة فضاء حر خارجية إلى مستقبل QKD متصل بالليف. لكنها لا تثبت كيف سيعمل الإعداد نفسه مع مرسل متحرك أو أثناء الاضطراب الجوي النهاري أو ضمن ظروف جوية متغيّرة، حين تكون عمليات التتبع والمحاذاة أكثر صعوبة.

بالنسبة لقرّاء BTW، تكمن الأهمية في مرحلة التسليم بين الهواء والألياف. ستحتاج خدمة QKD عبر الأقمار الصناعية في النهاية إلى نقل الإشارات من محطة أرضية إلى الشبكات الأرضية. تكرار هذه النتيجة تحت ظروف متحوّلة سيكون أكثر قيمة من مجرد تمديد المدى.

ما يجب متابعته

راقبوا التجارب التي تستخدم محطات متحركة أو مرتبطة بالأقمار الصناعية، والاضطراب الجوي الأقوى وظروف النهار. معدلات مفاتيح سرية مستقرة، وتصحيح تلقائي للحزمة، وربط موثوق بالليف خلال جلسات متكررة ستوفر أدلة أقوى على أن الواجهة قادرة على دعم شبكات تشغيلية. كما ستقرّب الاختبارات التي تستخدم أليافًا أرضية موزعة خارج محطة الأرض الهندسة من شروط الشبكات الحقيقية.