Квантовая криптография – одна из немногих технологий, разработанных на основе квантовой физики, способная в ближайшем будущем выйти на более-менее массовый рынок. В отличие от традиционной криптографии, использующей математические методы шифрования, квантовая криптозащита, основанная на принципах квантовой физики, использует для передачи информации квантовые свойства света. Основанная на передаче из одной точки в другую фотонов, квантовая криптозащита в настоящее время является самым безопасным способом передачи данных. Любое подключение с целью исследовать передаваемые данные приведет к искажению сообщения, поскольку невозможно одновременно измерить один параметр фотона (координаты или импульс частицы), не исказив другой.
Высокая стоимость и сложность организации существующих в этой отрасли разработок не позволяла сделать технологию доступной для широкого круга потребителей. Для ее реализации требовалось установить в точке передачи и точке приема сигнала сложное оборудование, обе точки обеспечивались источником единичных фотонов, устройствами управления ими, сверхпроводящими высокочувствительными датчиками, способными замерять характеристики фотонов. Оборудование в точке приема и передачи сигнала требовалось идеально синхронизировать для измерения поляризации передаваемых фотонов. Любое искажение, приводящее к изменению поляризации фотонов, приводило к прекращению работы канала.
Благодаря исследованиям группы ученых Бристольского университета под руководством Джереми О’Брайена (Jeremy O’Brien) удалось найти решение, позволяющее упростить технологию, сделав ее доступной для современных электронных устройств. Предлагаемая исследовательской группой архитектура сети позволяет устанавливать квантово-оптическое устройство только на одном конце коммуникационного канала, а в принимающем оборудовании (например, мобильном телефоне) установить менее сложное и дорогое устройство. Кроме того, алгоритм квантового распределения ключа шифрования, разработанный группой О’Брайена, не требует абсолютной синхронизации оборудования. Технология динамической синхронизации бристольской группы, которая получила название rfiQKD (reference frame independent quantum key distribution), в ходе экспериментов показала стабильную и надежную работу. Причем ее независимость от помех достаточна высока – даже при подъеме уровня шума почти до половины значения уровня полезного сигнала, канал продолжает работу. В то время как разработанный в 1984 году протокол квантового распределения ключа BB84 при добавлении шумового сигнала не работает.
Таким образом, предложенная учеными система позволяет встроить квантовую криптографию в самые разнообразные электронные устройства. По мнению самого О’Брайена, «это начало пути к расширению квантовых технологий шифрования для широкой общественности и портативных мобильных устройств». О начале практических разработок на основе разработанной британскими учеными технологии уже заявила компания Nokia.