A BME kutatói hajtották végre a jövő kvantumhálózatának első sikeres magyar tesztjét

A Műegyetem kutatói április végén sikeresen demonstrálták a gyakorlatban a kvantum alapú kulcscsere technológia működőképességét a Magyar Telekom hálózatán.

Budapest, 2022. május 2. – Napjaink informatikai biztonsági fenyegetéseire megoldást nyújthatnak a kvantumtechnológián alapuló módszerek. Hazánkban is zajlanak kapcsolódó fejlesztések, amelyek a kvantum alapú kulcscsere gyakorlati megvalósítására fókuszálnak. A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) kutatói április végén sikeresen demonstrálták a technológia működőképességét a Magyar Telekom hálózatán.

Szinte naponta jelennek meg hírek informatikai biztonsági sérülékenységekről, feltört és lehallgatott kommunikációról, adatlopásról, illetéktelen hozzáférésekről. A kvantumfizikai elvek alapján működő kvantumkommunikációs hálózatok lehetővé teszik a biztonsági szint növelését a jelenleg is alkalmazott titkosítási eljárásokban, védve ezáltal ezeket a rendszereket a rosszindulatú támadóktól. „A Műegyetem Villamosmérnöki és Informatikai Karán (BME VIK) közel húsz éve foglalkozunk kvantumkommunikációs kutatásokkal és fejlesztésekkel. Az elmúlt időszakban több különböző technológiát és protokollt megvizsgáltunk és a gyakorlatban is megvalósítottuk, sőt, kutatócsoportunk tovább is fejlesztette ezeket” – mondta Imre Sándor akadémikus, a BME VIK Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék tanszékvezetője.

A kvantum alapú kulcscsere során két fél között osztunk meg egy titkos bitsorozatot, amelyet utána hagyományos, úgynevezett szimmetrikus kulcsú titkosító algoritmusokban használunk. Az április 29-én elvégzett kísérlet során a Magyar Telekom által biztosított optikai szálon küldtek át néhány fotonból álló jelet a BME kutatói a Magyar Telekom kelenföldi központja és a BME I épülete között, több mint 2 kilométeres távolságon. Bár az elkészített rendszert laboratóriumi körülmények között már tesztelték a Műegyetem kutatói, a mostani volt az első alkalom, hogy azt gyakorlati körülmények között, egy távközlési szolgáltató élő hálózatán tudták kipróbálni. A mostani kísérlet során kicsivel több mint 2 kilométeres távolságon tudták demonstrálni a saját fejlesztésű rendszer működését, amelyhez a hardvert és a szoftvert is a BME-n készítették. A rendszer a közeljövőben egy budapesti kvantumkulcscsere-hálózat alapját fogja majd szolgálni.

„A kísérletben egy olyan új, Magyarországon eddig nem tesztelt kvantumos titkosító technológiát próbáltunk ki, mely lehetővé teszi a ma ismert legbiztonságosabb információmegosztást. A teszt során arról is megbizonyosodhattunk, hogy a Magyar Telekom megfelelő optikai összeköttetést tud biztosítani kvantumkommunikációs berendezések között” – mondta Kis Zsolt, a Wigner Fizikai Kutatóközpont munkatársa, aki a műegyetemi fejlesztőcsoportot vezeti.

„2012 óta foglalkozunk kvantumkulcs-szétosztó rendszerek fejlesztésével. Ennek a különleges világnak a megértéshez villamosmérnökök, fizikusok és informatikusok közös munkájára van szükség. Büszkék vagyunk arra, hogy a mostani kísérletünkbe is több alapszakos és mesterszakos hallgatónkat is be tudtuk vonni, hiszen így első kézből szerezhetnek gyakorlati tapasztalatot a jövő technológiájáról” – hangsúlyozta Bacsárdi László, a BME Mobil Kommunikáció és Kvantumtechnológiák Laboratórium vezetője.

 „A Magyar Telekom műszaki csapata mindig nyitott volt és élen járt az új technológiák alkalmazásában, illetve az erre épülő innovatív szolgáltatások kialakításában, bevezetésében. Bár a kvantum alapú kulcsszétosztás, a kvantumkommunikáció még erősen kutatási fázisban van, de hiszünk abban, hogy az ilyen közös K+F munkák során tudjuk biztosítani kollégáink számára a naprakész tudást, illtetve meg tudjuk alapozni a jövő telekommunikációs szolgáltatásait. Ezért is öröm számunkra, hogy hozzájárulhatunk a Műegyetemen fejlesztett megoldások teszteléséhez, kiértékeléséhez. A BME Villamosmérnöki és Informatikai Karával több mint egy éve működünk együtt kvantumkommunikációs területen, amelyet szeretnénk további közös munkákkal folytatni” – tette hozzá Babics Emil, a Magyar Telekom Transport Networks Tribe Chapter Leadje.

A Műegyetemen fejlesztett berendezésben egy úgynevezett második generációs kvantumkulcscsere-protokollt valósítottak meg, amely a foton kettős természetéből a hullám tulajdonságot használja ki. A folytonos változójú kvantumkulcsszétosztás során 60-80 fotonból álló fotoncsomagot juttattnak el az egyik végpontból a másikig, majd megmérik a beérkező jelet. Egy nagyon alacsony intenzitású fényáramot kell detektálni, ehhez egy speciális mérési berendezést, úgynevezett homodin detektorokat használtak. A biztonságot pedig a fotonok részecske természete biztosítja, mely itt abban nyilvánul meg, hogy nem lehet őket pontosan lemásolni.

A Műegyetem szakemberei által fejlesztett kvantumkulcsszétosztó-berendezés

A kísérleti elrendezés a Műegyetem laborjában.

BME VIK – Rektori Kabinet Kommunikációs Csoport

Képek forrása: BME  VIK