Dioda strzelająca... pojedynczymi fotonami

Podczas przekazywania zaszyfrowanej wiadomości zawsze pojawia się problem zabezpieczenia danych - ktoś przecież może ją przechwycić. Dwadzieścia lat temu dwóch fizyków, Giles Brassard i Charles Bennett, wymyśliło metodę takiego transportu danych, by ich przechwycenie nie było możliwe. Chcieli wykorzystać w przekazie... pojedyncze cząstki.

Jednym z największych problemów naszych czasów jest rozrzutność. Dziś do transportu przez światłowód informacji w rodzaju "Tak, zgoda" wykorzystuje się tysiące lub miliony fotonów (cząstek światła). Podsłuchanie przekazu niszczy zaledwie ich część, pozostałe ciągle niosą pierwotne dane - osoba podsłuchująca pozostaje więc niezauważona.

Rozwiązaniem tego problemu jest drastyczne ograniczenie polegające na przypisaniu każdej informacji osobnemu fotonowi. Intruz chcący podsłuchać przekaz po prostu go... zniszczy. Dzięki temu zarówno nadawca, jak i odbiorca natychmiast dowiedzą się o przeszkodzie i rozpoczną wymianę danych przy pomocy innego, "czystego" medium.

Emitujemy 0,99 fotonu

W ciągu 2004 roku pojawiło się kilka firm oferujących urządzenia, dzięki którym możliwe było generowanie pulsów światła składających się z nieco mniej niż jednego fotonu (statystycznie ujmując).

Ciągle jednak zdarzały się sytuacje, w których emitowano aż dwie cząstki światła - w takich okolicznościach haker ciągle mógł podsłuchać informację nie zaburzając przekazu.

Dioda strzelająca pojedynczymi fotonami - zabić się tym nie da, ale...

Rozwiązaniem wszystkich problemów jest opracowana w laboratoriach Toshiby dioda, która potrafi emitować pojedyncze fotony. Zbudowana jest jak typowa dioda, z arsenku galu, dodano do niej jednak warstwę z zawierającymi zaledwie kilkaset atomów ogniskami arsenku indu.

Długość fali emitowanego przez diodę światła to 1,3 mikrometra - dokładnie tyle, ile powszechnie wykorzystują światłowody. Jak twierdzą twórcy diody, wprowadzenie jej na rynek zajmie najwyżej dwa-trzy lata.

Możliwość strzelania pojedynczymi fotonami nie oznacza wcale niskiego transferu. Obecnie dioda jest w stanie wyemitować nawet milion fotonów na sekundę, co przekłada się na transfer w wysokości ok. 125 kB/s.


Zobacz również