W czasach narastającego cyberzagrożenia i potrzeby absolutnego bezpieczeństwa danych, polscy naukowcy z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego wprowadzają na rynek nowatorskie rozwiązania w dziedzinie kwantowej dystrybucji klucza kryptograficznego (QKD), które mogą odmienić oblicze komunikacji cyfrowej.
Czym jest kwantowa dystrybucja klucza (QKD)? Polski sukces
QKD to technologia oparta na prawach fizyki kwantowej, umożliwiająca bezpieczne ustanawianie kluczy szyfrujących, które gwarantują absolutną poufność wymiany informacji. W przeciwieństwie do tradycyjnych metod kryptograficznych, które opierają się na matematycznych algorytmach, QKD używa pojedynczych fotonów – kwantów światła – aby wykrywać każdą próbę podsłuchu.
Naukowcy z UW, kierowani przez dr Michała Karpińskiego i wspierani przez doktoranta Adama Widomskiego, nie tylko rozwinęli standardowe metody wykorzystujące kubity, ale przede wszystkim wprowadzili kodowanie wysokowymiarowe. Zamiast prostych stanów dwóch impulsów fotonów, stosują one superpozycje wielu stanów czasowych – od dwóch do czterech i więcej – oparte na ponad 180-letnim zjawisku optycznym zwanym efektem Talbota.
To podejście nie tylko podnosi wydajność transmisji informacji, ale też upraszcza konstrukcję i skalowanie systemu, redukując potrzebę rozbudowanej i kosztownej sieci interferometrów.
Testy i wyniki – od laboratorium na światłowody miasta
System przetestowano w miejskiej infrastrukturze uniwersyteckiej, używając światłowodów na dystansie kilkunastu kilometrów. Mimo obecności błędów transmisyjnych, metoda wykazała znakomite właściwości informacyjne i bezpieczeństwo, co potwierdzają publikacje w prestiżowych czasopismach naukowych takich jak „Optica Quantum”, „Optica” oraz „Physical Review Applied”.
Współpraca z ośrodkami badawczymi z Włoch i Niemiec potwierdziła odporność systemu na luki i zagrożenia. Modyfikacje odbiornika umożliwiły jeszcze efektywniejsze wykrywanie nadawanych stanów kwantowych, eliminując podatności i podnosząc poziom bezpieczeństwa, potwierdzony naukowo.
Znaczenie dla przyszłości cyfrowej komunikacji
W obliczu rosnącego zagrożenia cyberatakami i wyścigu między państwami o kontrolę nad technologiami kwantowymi, badania z Uniwersytetu Warszawskiego wpisują się idealnie w globalne trendy rozwoju tzw. komunikacji nowej generacji.
Projekt jest realizowany w ramach programu międzynarodowego QuantERA, koordynowanego przez Narodowe Centrum Nauki (NCN), co świadczy o wysokim prestiżu i międzynarodowym znaczeniu polskiego wkładu w naukę.
CYNICZNYM OKIEM: W świecie cyfrowych wielomiliardowych kontraktów i wojny o dane, polski system QKD jest jak cichy, lecz potężny strażnik tajemnic świata – rozwiązaniem, które nie mówi o szybkim zysku, lecz o ochronie tego, co najcenniejsze: informacji.
To naukowe arcydzieło pokazuje, że nawet w dobie sztucznej inteligencji i wielkich korporacji, ludzka pomysłowość i odwaga badaczy z Polski nadal potrafią zaskakiwać i wyznaczać trendy globalnej przyszłości.
Nowatorski system kwantowej dystrybucji klucza z kodowaniem wysokowymiarowym to milowy krok w bezpiecznej komunikacji. Polska nauka łączy klasykę 19. wieku z najnowszą technologią XXI wieku, tworząc rozwiązania gotowe do wdrożenia w realnych sieciach światłowodowych.
To także potwierdzenie, że inwestowanie w rozwój badań podstawowych i międzynarodową współpracę przynosi zwrot w postaci przełomowych technologii – gotowych do ochrony społeczeństw przed najnowocześniejszymi zagrożeniami cyfrowego świata.
