综合

“播种”激光或助量子加密系统实用化

2019-09-13 19:54:43来源:励志吧0次阅读

英国剑桥大学和东芝欧洲研究所的科学家在最新一期《自然·光子学》杂志上撰文指出,他们采用“脉冲激光播种”技术,将一台激光器内的光子“播种”进另一台激光器内,新方法或有助于“牢不可破”量子加密系统的实用化,并将信息传输速度提高了10多倍。

传统加密技术越来越容易被破解。量子加密技术则有望通过将信息隐藏在从激光发出的光子内,提供极高的安全性。上海交通大学物理与天文系金贤敏教授向科技日报记者解释到,量子加密系统会随机生成一个密钥,发送者(爱丽丝)通过发送不同方向偏振的光子来编码密钥;接收者(鲍勃)用光子探测器测量光子的偏振方向,探测器将光子翻译成量子比特,假如鲍勃按照正确顺序使用光子探测器,探测器会给他密钥。从原理上说,该系统的强大之处在于,如果黑客试图拦截爱丽丝和鲍勃的信息,密钥就会改变。

金贤敏表示,不过该系统首当其冲受到攻击的或是光子探测器,因为它极其敏感复杂。为此,科学家提出一种新型量子加密协议——测量器件无关量子密钥分发(MDI-QKD )。在这一方法中,爱丽丝和鲍勃不再各拥有一台探测器,而是将其光子发送到中央节点(查理)。查理让光子通过一台分光器,并对其进行测量,结果会透露量子比特的相互关系,但不会透露其具体值。在这套系统中,即使查理“耍诡计”,信息仍然安全。目前,MDI-QKD已被实验证实,但由于信息分发速度太慢而无法实用。

据剑桥大学官网消息,在最新研究中,一台激光器将其部分光子注入另一台激光器内,这样每台激光器发出的脉冲之间具有更小的时间晃动,因此更容易让查理完成它的对比探测,如此,爱丽丝和鲍勃就可以编码更短脉冲的光子发送给查理。研究还表明,在MDI-QKD系统中使用这一技术,能将其码率提高到1Mbit/秒。

该研究论文第一作者、剑桥大学工程学院博士卢西恩·科曼达认为,最新研究或是通往实用量子加密系统的里程碑之一。

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