مروری بر شبکه توزیع کلید کوانتومی در فیبرنوری

شبکه های مخابراتی، مسلماً یکی از سنگ بناهای جامعه اطلاعاتی مدرن و یکی از محرک های اصلی اقتصاد هستند و زمینه ای را فراهم می کنند که بسیاری از فعالیت های روزمره بر آن تکیه نماید. همچنین فناوری های جدید مانند اینترنت اشیا، هوش مصنوعی، خودروهای خودران، g5 و ... به پتانسیل کامل خود نمی رسند مگر این که یک شبکه ارتباطی زیربنایی نیازهای آن ها را برآورده کند که برای زیرساخت و خدمات آن ها امنیت موضوعی بسیار حیاتی است. از سوی دیگر پیشرفت فناوری محاسبات کوانتومی در سال های اخیر و ساخت رایانه های کوانتومی با توان پردازش بسیار بالا و حل مسائل بسیار پیچیده با سرعتی بیشتر از رایانه های فعلی باعث شده که امنیت سایبری، امنیت رایانه ها و وسایل ارتباطی به یک مسئله حیاتی و مورد توجه دولت ها تبدیل گردد. با این حال با پیشرفت فناوری کوانتومی می توان با استفاده از روش های کوانتومی برای توزیع کلیدها از این تهدیدات جلوگیری نمود، لذا رمزنگاری کوانتومی به عنوان جایگزین روش های کلاسیک در مقابل رایانه های کوانتومی و حملات سایبری در نظر گرفته شده است. توزیع کلید کوانتومی معروف ترین زیرشاخه رمزنگاری کوانتومی است که امروزه نمونه های تجاری آن نیز در بازار موجود است. استفاده از رمزنگاری کوانتومی در زیرساخت شبکه های کلاسیک کنونی منجر به برقراری امنیت بی قید و شرط در ارتباطات بلند برد گردیده که در این مقاله به آن پرداخته شده است. نقطه تمایز این مقاله ارائه مروری بر جدیدترین تحقیقات در زمینه پیاده سازی شبکه های توزیع کلید کوانتومی در فیبرنوری است. همچنین شبکه های توزیع کلید کوانتومی پیاده سازی شده در دنیا بررسی و مقایسه گردیده و رویکرد کشورهای مختلف در این زمینه را مورد مطالعه قرار می دهد.

a review of the quantum key distribution network in fiber optics

telecommunication networks are certainly one of the cornerstones of the modern information society and one of the main drivers of the economy and provide a basis on which many daily activities can rely. also, new technologies such as the internet of things, artificial intelligence, self-driving cars, 5g, etc. will not reach their full potential unless an infrastructure communication network meets their needs. security is critical to their infrastructure and services. on the other hand, the development of quantum computing technology in recent years and the construction of quantum computers with very high processing power and solving very complex problems faster than current computers has made cybersecurity, computer security and communication devices a vital and important issue for governments. however, with the advancement of quantum technology, these threats can be prevented by using quantum methods to distribute keys, so quantum cryptography is considered as an alternative to classical methods against quantum computers and cyberattacks. quantum key distribution is the most popular sub-branch of quantum cryptography, and commercial examples are now available in the market. however, the implementation of quantum key distribution networks in fiber optics, which is discussed in this paper, is one of the solutions that provide unconditional security through quantum cryptography to establish secure communication. the distinguishing point of this article is to provide an overview of the latest research in the field of implementation of quantum key distribution networks in fiber optics. in addition, the quantum key distribution networks implemented in the world are reviewed and compared and the approach of different countries in this field is studied.