物理科技生物学-PHYICA

研究人员发现佐咲结衣量子通信的安全措施

物理学 2022-02-19 23:59:12

由陆军研究实验室 信用:CC0公共领域 陆军研究人员开发了一种保护和保障量子信息的新方法,使量子网络更接近现实

量子信息科学是一个快速发展的跨学科领域,探索存储、操纵和交流信息的新方法

研究人员希望使用基于量子物理原理的新硬件来创造强大的计算能力

对于陆军来说,新的量子范式可能会带来快速、高效和安全地收集、交换和处理未来动态战场上大量信息的转换能力

分布式资源调度程序(Distributed Resource Scheduler的缩写)

来自美国的丹·琼斯、布莱恩·科比和迈克尔·布罗德斯基

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陆军作战能力发展司令部的陆军研究实验室与来自拉奎拉大学的加布里埃尔·里卡迪和克里斯蒂安·安东内里教授一起研究了量子通信信道中的噪声源

布罗德斯基说,噪音是任何通讯方式的通病——任何曾经使用过收音机、对讲机或电话的人都会时不时地受到噪音的影响

通信工程师设计复杂的方案来消除噪声,并尽可能地清除传输的信号

布罗德斯基认为,量子通信对通信信道中的噪声的敏感性没有什么不同

事实上,比常规的经典通信更是如此,因为量子信号的功率极低

布罗德斯基说:“为了设计一个有用的量子网络,我们需要了解我们可以发送量子信息的距离、速度和可靠性。”

“这需要理解通信信道中的噪声

" 随着研究小组对量子信道中不同类型的噪声进行建模、仿真、表征和测量,研究人员意识到,虽然有些量子噪声类型无法滤除,但其他类型可以很容易地去除

令人惊讶的是,事实证明,只要在量子信道中加入一个便宜的额外成分,坏噪声就可以转化为好噪声

有了这种额外的控制,他们就可以调整频道和屏蔽传输信号的噪声属性

实验室量子网络组的总体重点是实验性地探索基于当今最先进的光子技术来创建、存储和处理量子信息的最高效和最安全的方法

该小组的主要工作是实验室的量子网络测试平台,该平台是他们在马里兰州阿德尔菲总部建造的

研究人员使用量子试验台来测试和驱动各种光子技术方法,以实现长距离快速、鲁棒的量子信息传输

“我们通过戴上系统工程师的帽子来进行我们的研究,”琼斯说

该小组的研究范围包括开发量子网络的体系结构和运行原理,以及理解和映射其实际实现的技术限制,最后,发明方法和技术来解决这些限制

目前的研究成果属于后两类

正在进行的下一个项目集中于展示一种有趣的量子信息完全无错传输的方式

进一步的工作是创建一个部署在现场的多用户量子网络测试平台,并演示两个远距离大都市校园之间的安全秘密共享协议

量子信息科学领域在世界范围内蓬勃发展,因为它有可能带来无与伦比的计算、通信和网络能力

它提供了处理信息的新模式,这将导致安全的秘密共享、分布式网络感知和有效的决策

布罗德斯基说:“我们的研究成果是朝着用量子优势武装未来战士迈出的一步,也是一个很好的例子,说明了科学的可操作性如何导致转型的强者。”

该小组在一篇论文中总结了他们的研究成果,该论文被同行评议的《新物理学杂志》接受,该论文名为“探索噪声中的经典相关性,利用局部滤波来恢复量子信息”

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