Компании «ИнфоТеКС» и ТрансТелеКом (ТТК) объявили результаты исследовательских испытаний макета системы квантового распределения ключей (КРК) производства «ИнфоТеКС» на стенде, реализующем частотное уплотнение каналов в волоконно-оптической линии связи. 

В рамках испытаний была подтверждена штатная выработка квантовых ключей на расстоянии до 50 км при 10 информационных каналах с передаваемыми данными. 

Полученные результаты позволяют утверждать о возможности применения систем КРК в современной телекоммуникационной инфраструктуре с частотным уплотнением каналов без выделения отдельного волокна для КРК.

Работы проводились экспертной группой в лаборатории ТТК. Целью испытаний была проверка работоспособности макета системы КРК в одном волокне одновременно с передачей по нему классических данных в DWDM-каналах. 

Макет системы разработан специалистами «ИнфоТеКС» на основе квантовой криптографической системы выработки и распределения ключей с топологией «звезда» ViPNet QTS Lite. Стенд построен на основе типового телекоммуникационного оборудования, применяемого на линиях ТТК.

Отметим, что оригинальный протокол КРК с фазо-временным кодированием состояний (Phase-Time Coding), используемый в системе ViPNet QTS Lite –  это запатентованная разработка Центра квантовых технологий МГУ имени М.В. Ломоносова.

Владимир Елисеев, руководитель Центра научных исследований и перспективных разработок «ИнфоТеКС»: «Очень рад успешному завершению наших исследований, которые начались ещё 5 лет назад одновременно с разработкой аппаратуры магистральных узлов квантовой сети! Сейчас, когда магистральная квантовая сеть уже связывает многие города Европейской части России, особую важность приобретают усилия по увеличению доступности и снижению стоимости эксплуатации сетей. Наши экспериментальные разработки открывают дорогу городским квантовым сетям на каналах с частотным уплотнением (DWDM) и делают доступными некомпрометируемые коммуникации для широкого круга потребителей».

«Технология, продемонстрированная в ходе прошедших испытаний компанией «ИнфоТеКС» с использованием производимой ими аппаратуры КРК, позволит значительно ускорить внедрение КРК в существующие городские сети и привлечет интерес провайдеров к использованию квантово-защищенных каналов передачи данных», - говорит Андрей Климов, старший научный сотрудник Центра квантовых технологий физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.

КРК, позволяющая удаленным сторонам использовать ключи шифрования, гарантированно защищенные законами квантовой физики, является одной из наиболее зрелых квантовых технологий.  Она становится все более перспективной для широкого применения на практике. Тем не менее, существуют некоторые препятствия для ее практической реализации. 

Так, одним из основных барьеров для активного применения КРК является расстояние, на котором гарантируется секретность получаемого ключа. Это расстояние ограничено шумами и потерями фотонов при распространении в оптическом волокне. 

Для увеличения длины линии многие схемы КРК выполняются с использованием темных волокон, что требует прокладки или аренды специальных волокон, предназначенных только для сетей КРК и не подразумевающих распространение по ним дополнительных каналов информации. Это значительно уменьшает экономическую целесообразность применения КРК. 

Эффективным способом решения этой проблемы является интеграция КРК в классические оптические сети связи на основе метода мультиплексирования с разделением по длинам волн (Wavelength Division Multiplexing - WDM). Однако, в системе WDM-КРК интенсивные классические сигналы могут вызывать различные дополнительные типы шума из-за линейных или нелинейных взаимодействий света с волокном, что уменьшает максимальное расстояние, на котором возможно уверенное квантовое распределение ключей. Поэтому разработка методов фильтрации квантового сигнала в таком волокне представляет собой важную задачу.