Eerste Nederlandse quantumkanaal voor veilige communicatie succesvol tot stand gebracht

Codenaam KiQQer

De veldtest (codenaam KiQQer) is bedoeld om aan te tonen dat bestaande quantumtechnologieën samengebracht kunnen worden in één systeem voor veilige quantumcommunicatie. Met de totstandkoming van dit quantumkanaal tonen we aan dat deze componenten klaar zijn om te worden gebruikt in de industrie en om valide systemen te bouwen.

Vervolgstappen

Met deze veldtest hebben we verstrengelde informatie op een veilige manier gedeeld en onbereikbaar gemaakt voor hacking. Deze technologie is vooral nuttig voor industrieën die gevoelige gegevens verwerken zoals banken, defensie en de gezondheidszorg. Door de integratie van bestaande commerciële componenten vergemakkelijken we de toekomstige toepassing van deze geavanceerde technologie in verschillende sectoren.

Quantumverstrengeling in experimentele opstelling

Het systeem dat in het experiment wordt gebruikt, bestaat uit drie ontvangende onderdelen (nodes). Het centrale onderdeel is een kast met een optische ontvanger/ verzender op een statief, die laserstralen stuurt door een raam van het TNO-gebouw naar het TU Delft-gebouw, 150 meter verderop. In dit gebouw ontvangt en detecteert een andere optische ontvanger/ verzender de signalen.

Tegelijkertijd stuurt het kastje in het centrale deel soortgelijke signalen via een glasvezelkabel van 200 meter naar een laboratorium binnen TNO. Hier wordt het signaal op dezelfde manier ontvangen en gemeten als in het gebouw van de TU Delft. Zodra deze twee paden correct uitgelijnd en stabiel zijn, worden er fotonen met quantuminformatie naar beide uiteinden gestuurd. Tijdens het experiment waren de gemeten correlaties tussen deze fotonen sterker dan de klassieke natuurwetten toestaan.

Dit betekent dat er quantumverstrengeling is bereikt, waardoor er tussen de drie ontvangers een quantumkanaal tot stand is gebracht. Dit garandeert de veiligheid van de cryptografische sleutels die tussen twee partijen worden uitgewisseld, aangezien elke poging om het foton te onderscheppen de verstrengeling verstoort en detecteerbare fouten veroorzaakt. Een directe toepassing is daarom Quantum Key Distribution (QKD), waardoor zeer veilige communicatie mogelijk wordt. De experimentele opstelling van KiQQer omvat hardwaregebaseerde tweerichtingsknooppuntauthenticatie, waarmee een belangrijke beperking van QKD-systemen wordt aangepakt.