„A 2020 októberében létrejött Kvantuminformatikai Nemzeti Laboratórium egyik stratégiai célja a magyar kvantumhálózat gerincének kialakítása, mely határokon átívelően kapcsolódik a regionális rendszerekhez. A kvantumfizika elvét felhasználó informatikai hálózatoknak köszönhetően ugyanis biztonságos kommunikációt tudunk folytatni” – hangsúlyozta a hivatalos közleményben dr. Imre Sándor akadémikus, a BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék tanszékvezetője.
„Több kutatási célt is kitűztünk magunk elé kvantumkommunikációs területen. Kvantum alapú véletlenszám-generátort készítünk, szabadtéri kvantumkulcscsere-rendszert fejlesztünk, és emellett különböző technológiájú vezetékes kvantum alapú kulcsszétosztó rendszereket építünk. Utóbbi területen régóta együttműködünk Wigner Fizikai Kutatóközponttal, s közösen veszünk részt a Nemzeti Laboratórium kapcsolódó tevékenységében is.” – mondta dr. Bacsárdi László, a BME Mobil Kommunikáció és Kvantumtechnológiák Laboratórium vezetője.
A május 25-i demonstráció során a Kvantuminformatikai Nemzeti Laboratórium munkájában résztvevő két konzorciumi partner, a BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar és a Wigner Fizikai Kutatóközpont között került sor a titkosított kommunikációra. A két intézmény közötti optikai szálas összeköttetést a Magyar Telekom biztosította. A BME I épülete és Wigner intézet közötti több mint 20 kilométeres távolságot a másodperc törtrésze alatt tette meg a kvantumbiteket hordozó lézersugár. A kvantuminformációkat kiolvasva állítottak elő olyan kulcssorozatot, amelyet fel lehetett használni üzenetek és képek titkosítására. A kvantum alapú kulcscsere nagy előnye ugyanis, hogy kvantumkommunikációt használva két fél között osztunk meg egy olyan titkos bitsorozatot, amelyet utána hagyományos, úgynevezett szimmetrikus kulcsú titkosító algoritmusokban használunk.
[+]
„Közel tíz év munkája van a mai hazai távolsági rekord mögött. A mostani demonstrációhoz egy saját fejlesztésű rendszert használtunk, amelyhez a hardvert és a szoftvert is a Műegyetemen készítettük. A készülékeket nagyrészt sztenderd száloptikai komponensekből építettük, a nagy távolságú összeköttetés pedig a Magyar Telekom általános célú optikai hálózatán keresztül valósult meg.” – mondta dr. Kis Zsolt, a Wigner Fizikai Kutatóközpont munkatársa, aki a műegyetemi fejlesztőcsoportot vezeti.
A Műegyetemen fejlesztett berendezésben egy úgynevezett második generációs kvantumkulcscsere-protokollt valósítottak meg, amely a foton kettős természetéből a hullám tulajdonságot használja ki. A folytonos változójú kvantumkulcsszétosztás során 60-80 fotonból álló fotoncsomagot juttatnak el az egyik végpontból a másikig, majd megmérik a beérkező jelet. Egy nagyon alacsony intenzitású fényáramot kell detektálni, ehhez egy speciális mérési berendezést, úgynevezett homodin detektorokat használtak. A biztonságot pedig a fotonok kvantumos részecske természete biztosítja, mely itt abban nyilvánul meg, hogy nem lehet őket pontosan lemásolni.
A rendszert éles hálózatban Magyarországon először április 29-én tesztelték sikeresen, ekkor a Magyar Telekom által biztosított optikai szálon küldtek át néhány fotonból álló jelet a BME kutatói a Magyar Telekom kelenföldi központja és a BME I épülete között, több mint 2 kilométeres távolságon, felhelyezve ezáltal Magyarországot a kvantumkommunikáció nemzetközi térképére.
A május 25-i demonstráció során több mint tízszer akkora távolságon, egészen pontosan 20,813 kilométeres szakaszon tudták demonstrálni a kvantum alapú kulcsszétosztás működését, ezzel új magyar távolsági rekordot beállítva. A demonstráció során a szöveges üzenetek mellett a projektben résztvevő intézmények logóját küldték át a feltörhetetlen csatornán. A kísérlet sikeressége nem csak azt mutatta meg, hogy nagy távolságokon is megfelelően működik a magyar fejlesztésű kvantumkulcsszétosztó-rendszer, hanem jelentős mérföldkő egy budapesti nagyvárosi kvantumkommunikációs hálózat kialakításához vezető úton.
A demonstrációt az Innovációs és Technológiai Minisztérium és a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal támogatta a Kvantuminformatika Nemzeti Laboratórium keretében.
