Уязвимость, ранее не получившая должного внимания, способна поставить под угрозу безопасность перспективных квантовых систем шифрования, как выяснилось в результате исследований, посвященных влиянию ошибок наведения лазерных лучей на работу систем квантового распределения ключей (QKD). Эта технология рассматривается как фундамент для создания каналов связи, которые практически невозможно взломать, поскольку любая попытка перехвата, согласно теории, моментально обнаруживается благодаря изменениям в квантовых состояниях частиц. Однако, согласно исследованию, опубликованному в IEEE Journal of Quantum Electronics, даже небольшое отклонение луча, передающего информацию, от приемного устройства может существенно снизить уровень защиты.
Недостаточное внимание уделялось влиянию ошибок выравнивания, возникающих из-за вибраций, атмосферных турбулентностей или дефектов в системах наведения, как фактору риска. Для оценки этого воздействия на широко применяемый протокол BB84 в оптических системах беспроводной связи исследователи создали новую аналитическую модель. Моделирование, объединяющее статистику смещения луча и теорию квантового детектирования фотонов, продемонстрировало, что даже незначительное увеличение диаметра луча, приводящее к усилению рассеивания сигнала, оказывает существенное влияние на эффективность квантового распределения ключей. Увеличение размера апертуры приёмника позволяет компенсировать это лишь в ограниченной степени.
В ходе данного исследования был обнаружен неожиданный аспект: при асимметричном смещении луча, когда отклонения по горизонтали и вертикали отличаются, в определенных ситуациях достигаются лучшие результаты по сравнению с симметричным смещением при одинаковых условиях. Следовательно, представленная работа подчеркивает важность более точного учета и компенсации ошибок наведения при создании и внедрении реальных систем квантовой защищенной связи, чтобы их фактическая безопасность соответствовала заявленной теоретической.