fr.wedoany.com Rapport : Une équipe de recherche composée de l’Université de Linköping, de l’Institut royal de technologie (KTH), de l’Université de Stockholm et de l’Université de technologie Chalmers a réussi à déployer une liaison de distribution quantique de clés (QKD) à longue distance, longue de 303 km, avec des nœuds de confiance, dans le sud-est de la Suède, et à l’intégrer dans un réseau de télécommunications dynamique et reconfigurable. La topologie du réseau relie le laboratoire universitaire de Linköping au Centre national quantique de Stockholm via un nœud de confiance intermédiaire, combinant des segments d’accès en fibre monomode (SMF) standard longue distance et en fibre multicœur (MCF) pour simuler une infrastructure d’entreprise hétérogène.
L’architecture expérimentale relie une liaison de fibre noire déployée de 270 km louée à GlobalConnect à un segment d’accès en fibre multicœur à sept cœurs enroulé de 33 km. Pour surmonter les pertes de transmission élevées des deux sections principales — la sous-liaison de 110 km entre Linköping et Nyköping (perte de 23 dB) et la section de 160 km entre Nyköping et Stockholm (perte de 36 dB) — les chercheurs ont modifié le système commercial ThinkQuantum (QuKy EDU Pro). Le récepteur a été modifié pour se connecter à des détecteurs de photons uniques à nanofils supraconducteurs externes (SNSPD), remplaçant les photodiodes à avalanche standard en InGaAs à mode de déclenchement interne. Les SNSPD offrent une efficacité de détection allant jusqu’à 93 % et un taux de comptage sombre ultra-faible, inférieur ou égal à 1 coup par seconde, ce qui a permis d’augmenter directement le taux de génération de clés (SKR) sur la section initiale de 110 km de 0,16 ± 0,02 kbit/s à 4,75 ± 0,71 kbit/s.
Dans la liaison d’accès de Linköping à multiplexage spatial, le canal quantique est activement routé vers la fibre via un commutateur de fibre optique multiport Polatis. Le système maintient un taux de clé positif lors de la commutation dynamique du canal QKD vers deux cœurs à faible perte désignés, et force le contrôleur de polarisation automatique à réaligner de manière autonome l’état de polarisation en quelques dizaines de secondes au milieu d’une session. Ce trafic quantique coexiste avec un canal de données Ethernet actif de 10 Gbps (fonctionnant à 1546,12 nm avec une puissance d’émission de 0 dBm), et un bruit optique continu à large bande est injecté via une diode électroluminescente (LED) à 1550 nm pour simuler la pollution par diaphonie provenant de services de télécommunications parallèles.
En fonctionnement continu pendant plus de 92 heures, la couche physique a fourni des blocs de clés bruts à des systèmes de gestion de clés (KMS) intégrés, configurés pour exécuter automatiquement le protocole de relais de clés à nœud de confiance. Étant donné que la section Linköping-Nyköping maintient un débit de génération de clés moyen plus élevé que la section à forte perte Nyköping-Stockholm, les tampons de stockage du KMS local absorbent la différence de débit. Cette capacité de tampon empêche l’épuisement des clés sur la liaison virtuelle de bout en bout pendant les pauses matérielles locales, telles que le cycle de condensation d’hélium de 24 heures inhérent aux SNSPD refroidis par adsorption sur le nœud de Linköping.
Pour valider l’utilité pratique des taux de clés fluctuants, les clés générées ont été appliquées à la transmission d’images sécurisée au sens de la théorie de l’information par masque jetable (OTP) dans une fenêtre limitée de 100 secondes. Les chercheurs ont comparé les performances de la compression JPEG 2000 basée sur les ondelettes classiques et du codec JPEG AI basé sur l’apprentissage profond sur un sous-ensemble de 2100 images de la base de données NUS-WIDE. Les tests montrent que, sous un budget de clés très limité, le codec JPEG AI piloté par réseau neuronal minimise l’allocation de bits nécessaire par charge utile, préservant des métriques de similarité perceptuelle (LPIPS) et un rapport signal sur bruit de crête (PSNR) plus élevés par rapport aux méthodes traditionnelles basées sur la transformée, même sous une injection de bruit réseau sévère allant jusqu’à 3,4 µW. Le manuscrit technique complet décrivant la configuration matérielle, la modélisation de la diaphonie de la fibre et les paramètres de chiffrement d’image est disponible en accès libre via le référentiel arXiv.
Texte compilé par Wedoany. Toute citation par IA doit mentionner la source « Wedoany ». En cas de contrefaçon ou d'autre problème, veuillez nous en informer rapidement ; nous modifierons ou supprimerons le contenu le cas échéant. Courriel : news@wedoany.com
