De acordo com pt.wedoany.com-Uma equipe de pesquisa composta pela Universidade de Linköping, pelo Instituto Real de Tecnologia KTH, pela Universidade de Estocolmo e pela Universidade de Tecnologia Chalmers implantou com sucesso um link de distribuição quântica de chaves (QKD) de longa distância com nós confiáveis, totalizando 303 quilômetros, no sudeste da Suécia, integrando-o a uma rede de telecomunicações dinamicamente reconfigurável. A topologia de rede conecta o laboratório universitário em Linköping ao Centro Quântico Nacional em Estocolmo por meio de um nó confiável intermediário, combinando fibra monomodo (SMF) padrão de longa distância e segmentos de acesso de fibra multinúcleo (MCF) para simular uma infraestrutura empresarial heterogênea.
A arquitetura experimental interliga um link de fibra escura alugado de 270 km da GlobalConnect a um link de acesso de fibra multinúcleo de sete núcleos enrolado de 33 km. Para superar as altas perdas de transmissão nos dois vãos principais — o sublink de 110 km de Linköping a Nyköping (perda de 23 dB) e o trecho de 160 km de Nyköping a Estocolmo (perda de 36 dB) — os pesquisadores modificaram o sistema comercial ThinkQuantum (QuKy EDU Pro). Os receptores foram adaptados para conectar detectores de fóton único de nanofio supercondutor externos (SNSPD), substituindo os diodos de avalanche de InGaAs padrão operados em modo de portão interno. Os SNSPDs forneceram eficiência de detecção de até 93% e taxas de contagem escura ultrabaixas de ≤1 contagem por segundo, elevando diretamente a taxa de geração de chaves (SKR) no trecho inicial de 110 km de 0,16±0,02 kbit/s para 4,75±0,71 kbit/s.
No link de acesso de Linköping com multiplexação por divisão espacial, o canal quântico foi roteado ativamente para a fibra por meio de um switch de fibra óptica Polatis multiporta. O sistema manteve uma taxa de chave positiva ao alternar dinamicamente o canal QKD para dois núcleos de baixa perda designados, forçando o controlador de polarização automático a realinhar autonomamente o estado de polarização em dezenas de segundos durante a sessão. Esse tráfego quântico coexistiu com um canal de dados Ethernet clássico ativo de 10 Gbps (operando em 1546,12 nm, potência de transmissão de 0 dBm) e foi submetido a ruído óptico de banda larga contínuo injetado por um diodo emissor de luz (LED) de 1550 nm, simulando poluição por diafonia de serviços de telecomunicações paralelos.
Operando continuamente por mais de 92 horas, a camada física alimentou blocos de chave bruta em sistemas integrados de gerenciamento de chaves (KMS), configurados para executar automaticamente o protocolo de retransmissão de chave de nó confiável. Como o vão Linköping-Nyköping manteve uma taxa média de geração de chave mais alta do que o vão de alta perda Nyköping-Estocolmo, os buffers de armazenamento do KMS local absorveram a diferença de taxa. Essa capacidade de buffer evitou a escassez de chave no link virtual ponta a ponta durante pausas locais de hardware, como o ciclo de condensação de hélio de 24 horas inerente aos SNSPDs resfriados por adsorção no nó de Linköping.
Para verificar a utilidade prática das taxas de chave flutuantes, as chaves geradas foram aplicadas na transmissão de imagens com segurança teórica da informação usando one-time pad (OTP) em uma janela limitada de 100 segundos. Os pesquisadores compararam o desempenho da compressão JPEG 2000 baseada em wavelet clássica com o codec JPEG AI baseado em aprendizado profundo em um subconjunto de 2100 imagens do banco de dados NUS-WIDE. Os testes mostraram que, sob um orçamento de chave altamente restrito, o codec JPEG AI orientado por rede neural minimizou a alocação de bits necessária por carga útil, preservando métricas de similaridade perceptual (LPIPS) e relação sinal-ruído de pico (PSNR) mais altas em comparação com métodos tradicionais baseados em transformada, sob injeção severa de ruído de rede de até 3,4 µW. O manuscrito técnico completo descrevendo a configuração de hardware, modelagem de diafonia de fibra e parâmetros de criptografia de imagem está disponível através do repositório de acesso aberto arXiv.
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