
Физики из нидерландского Университета Твента побили рекорд записи информации в одиночных фотонах, поместив в единичный квант света свыше 10 бит данных. Новый результат, по словам авторов, позволит значительно улучшить существующие методики квантовой криптографии — в современных устройствах фотон несет лишь один бит информации. Предыдущий рекорд для одиночных фотонов составлял семь бит. Эксперимент описан в препринте на arXiv.org, кратко о нем сообщает MIT Technology Review.Традиционная методика квантовой криптографии — квантовое распределение ключа — основана на передаче фотонов, закодированных в одном из двух базисов. Например, фотоны могут быть поляризованы вертикально или горизонтально в первом базисе и по одной из диагоналей во втором базисе. Базисы для подготовки и считывания каждого фотона выбираются каждый раз случайным образом, и лишь если они совпадут, информация считается переданной. Такой способ передачи данных в идеальной реализации защищен от атак злоумышленников — любое вмешательство в систему (измерение, например) необратимо изменит свойства фотона и будет обнаружено. Информация, переданная таким способом, будет в дальнейшем использоваться в роли ключа для шифрования данных, передаваемых в открытом канале.В поляризации фотона можно записать лишь один бит информации — она несет либо «единицу», либо «ноль». Существуют техники, которые позволяют увеличить этот объем. Так, гораздо больше информации можно записать в форме волнового фронта фотона. Для этого используются пространственные модуляторы света (SLM). Эти устройства представляют собой сетки из ячеек, каждая из которых кодирует
определенный символ. Если в сетке находится 8×8 ячеек, то она теоретически
способна записать в фотон log2 (8×8) — 6 бит информации. Считать
этот фотон можно с помощью массива однофотонных детекторов 8×8. На практике
объем записываемой информации обычно меньше.
