维也纳理工大学
马库斯·胡贝尔
学分:维也纳理工大学 量子密码是我们这个时代最有前途的量子技术之一:在两个不同的位置产生完全相同的信息，量子物理定律保证没有第三方能够拦截这些信息
这就创造了一种代码，可以完美地加密信息
教授团队
TU Wien原子研究所的Marcus Huber开发了一种新型的量子密码协议，目前已经与中国研究小组合作在实践中进行了测试:虽然到目前为止，一个通常使用的光子可以处于两种不同的状态，但这里的情况更加复杂:每个光子可以走八条不同的路径
正如该团队现在已经能够展示的那样，这使得量子密钥的生成更快，并且对干扰的鲁棒性也明显更强
该结果现已发表在科学杂志《物理评论快报》上
两种状态，两个维度 马库斯·胡伯说:“利用光子传输信息有许多不同的方式。”
“通常，实验集中在光子的偏振上
例如，它们是水平振荡还是垂直振荡——或者它们是否处于量子力学叠加态，在某种意义上，它们同时呈现两种状态
类似于用两个坐标描述二维平面上的一个点，光子的状态可以表示为二维空间中的一个点
" 但是光子也可以独立于偏振方向携带信息
例如，可以使用光子当前行进路径的信息
这正是现在被利用的:“激光束在一种特殊的晶体中产生光子对
晶体中有八个不同的点可以发生这种情况，”马库斯·胡伯解释道
根据光子对的创建点，两个光子中的每一个都可以沿着八条不同的路径移动——或者同时沿着几条路径移动，这也是量子理论定律所允许的
这两个光子可以被引导到完全不同的地方，并在那里进行分析
八种可能性中的一种是完全随机测量的——但是由于这两个光子是量子物理纠缠的，所以总是在两个地方获得相同的结果
站在第一个测量设备前的人知道另一个人当前在第二个测量设备上检测到了什么——宇宙中没有其他人能够获得这些信息
学分:维也纳理工大学 八种状态，八个维度 马库斯·胡贝尔说:“事实上，我们在这里使用了八种可能的路径，而不是通常情况下的两种不同的极化方向，这带来了很大的不同。”
“可能的量子态空间变得更大
光子不再能用二维的一个点来描述，数学上它现在存在于八个维度中
" 这有几个优点:首先，它允许生成更多的信息:每秒8307位，超过2
每个光子对5比特，在基于纠缠的量子密码密钥生成方面创造了新的记录
其次，可以看出这使得该过程不易受到干扰
马库斯·胡伯说:“有了所有的量子技术，你必须解决退相干的问题。”
“没有一个量子系统能够完全不受干扰
但是如果它接触到扰动，那么它很容易失去量子特性:量子纠缠被破坏
“然而，即使存在扰动，高维量子态也不太可能失去纠缠
此外，复杂的量子纠错机制可以用来补偿外部扰动的影响
马库斯·胡伯说:“在实验中，实验室里打开了额外的灯，故意造成干扰——协议仍然有效。”
“但前提是我们实际上使用了八条不同的路径
我们能够证明，在这种情况下，仅仅用二维编码就不能再生成密钥了
" 原则上，通过使用额外的自由度或更多的不同路径，应该有可能进一步改进新的、更快的和更可靠的量子密码协议
马库斯·胡伯说:“然而，这不仅增加了可能状态的空间，而且在某些时候，正确读出状态变得越来越困难。”
“我们似乎在这里找到了一个很好的折中方案，至少在目前技术上可行的范围内
"
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