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Key distribution—the problem of ensuring that both the sender and receiver of an encrypted message (and no one else) share the same long string of random digits (the so-called “key”) used to encode and decode the message—has always been one of the most important challenges in cryptography. Since the 1980’s it’s been recognized that the unique properties of quantum mechanics—the fact that certain measurements cannot be made without altering the thing measured—offered the possibility of a system that could transmit as long a key as desired between two parties with no chance that it could be copied undetectably by a third party.
Since then the race has been on to build a fast, practical and reliable QKD system. One important requirement for any candidate system is that it be compatible with existing fiber-optic telecom networks that transmit at wavelengths of either 1550 or 1310 nanometers (nm) to reach the greatest distance. Another requirement is a highly efficient photon detector that can detect single photons reliably without introducing significant amounts of “noise.” One of the best low-noise detectors, a silicon-based avalanche photo diode (Si-APD), does not function at the telecom wavelengths. Instead, it operates best at much shorter wavelengths around 700 nm. To take advantage of the Si-APD, the NIST group designed a sub-system to “up-convert” single photons from a transmission wavelength of 1310 nm to 710 nm for high-efficiency detection.
Their QKD system that incorporates this up-conversion technique, described in a recent paper,* generates and transmits secure keys at a rate of over half a million bits per second over 10 km of optical fiber, fast enough to encrypt streaming digital video using one-time pad in real time. The group also has transmitted secure keys at rates near 10 kilobits per second at five times that distance. The same team last year set a speed record for transmission of secure keys over a kilometer of fiber (see www.nist.gov/public_affairs/releases/quantumfiber.htm). This work improves the distance by at least 10 times.
Advantages of the new system, according to the research team, include high speed, high efficiency, low noise and convenience of operation. The fact that it uses a 1310 nm transmission wavelength somewhat limits the propagation distance but adds the advantage that the parallel “classical-quantum” communication, which is needed for a full QKD system, can be realized in a single fiber without significant interference. Details of NIST’s up-conversion QKD research are available at http://w3.antd.nist.gov/quin.shtml.
Michael Baum | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.nist.gov/public_affairs/releases/quantumfiber.htm
w3.antd.nist.gov/quin.shtml
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Wissenschaftler beobachten, wie Oxytocin zentrale Schaltstellen im Gehirn erreicht und das Verhalten beeinflusst
Kuschelhormon, Treuehormon, Angstlöser – häufig gebrauchte Schlagwörter für das Neuropeptid Oxytocin, das sich in den letzten Jahren als ein Stoff erwiesen hat, der unser Verhalten in zentralen Regionen des Gehirns positiv beeinflussen kann. Was jedoch bisher völlig unklar war: Wie gelangt dieser Botenstoff aus dem Hypothalamus in die Hirnbereiche, die ...
Ein neuartiger Biopolymer-Film aus Lachs-DNA mit Silber-Nanopartikeln speichert Informationen kostengünstig und umweltverträglich.
Entstanden ist das organische System in fächer- und länderübergreifender Zusammenarbeit von Wissenschaftlern des DFG-Centers for Functional Nanostructures (CFN) am KIT und des Institute of Photonics Technologies an der National Tsing Hua University in Taiwan. Der DNA-Datenspeicher eignet sich unter anderem für biotechnische Anwendungen, etwa als Bauteil in Biosensoren.
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Bildveröffentlichung der Europäischen Südsternwarte (Garching) - Mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO haben das bislang detailreichste Infrarotbild der Sternkinderstube des Carinanebels aufgenommen. Es zeigt vor dem spektakulären Hintergrund einer himmlischen Landschaft auf Gas, Staub und jungen Sterne zahlreiche nie gesehene Details und zählt zu den atemberaubendsten VLT-Bildern überhaupt.
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Der Nebel beinhaltet einige der hellsten und ...
Auf der embedded world identifizieren Wissenschaftler der Fraunhofer ESK Lücken im Funkspektrum, um diese für zusätzliche Übertragungen zu nutzen.
Der in Halle 5, Stand 5-228, vorgestellte Prototyp zeigt das Funkspektrum in einem 3D-Spektrogramm, markiert die prognostizierten Lücken und prüft deren Eintreffen. Diese Methode, Cognitive Radio, verbessert die Übertragungsqualität in einem bereits vollen Funkspektrum ohne aufwändiges, statisches Koexistenzmanagement. Ziel ist eine höhere Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit von Funk für die Automatisierung.
...
Eine Puppe in der Puppe und noch eine drumherum – so erklärt Thomas Fässler seine Moleküle: Er packt ein Atom in einem Käfig in noch ein weiteres Atomgerüst.
Mit ihrer großen Oberfläche könnten solche Strukturen als hocheffiziente Katalysatoren dienen. Wie bei dem russischen Holzspielzeug sitzt ganz innen drin ein einzelnes kleines Zinnatom, eingepackt in eine Hülle aus zwölf Kupferatomen, und diese ist nochmals umgeben von weiteren 20 Zinnatomen.
In der Arbeitsgruppe von Professor Fässler am Institut für Anorganische ...
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Anti-Angst-Hormon Oxytocin wird gezielt an seine Wirkorte im Gehirn transportiert
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Bauwerke gebrauchstauglich halten
08.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten
Wissenschaft im Dialog-Veranstaltungen im Wissenschaftsjahr 2012
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