布里斯托大学 运行中的网络
该图显示了所有8个用户的接收硬件
信用:西达斯·金
乔希 世界离拥有完全安全的互联网和应对日益增长的网络攻击威胁又近了一步，这要归功于一组国际科学家，他们创造了一个独特的原型，可以改变我们的在线交流方式
由布里斯托大学领导的这项发明今天在《科学进步》杂志上公布，它有潜力为数百万用户服务，被认为是同类网络中有史以来最大的量子网络，可以用来保护人们的在线交流，特别是在新冠肺炎大流行加速的互联网时代
通过部署一种新技术，利用简单的物理定律，它可以使信息完全安全，不会被拦截，同时也克服了以前限制这种很少使用但被大肆宣传的技术进步的主要挑战
主要作者Dr
西达斯·乔希是该大学量子工程技术(QET)实验室的项目负责人，他说:“这是一个巨大的突破，让量子互联网成为一个更加现实的命题
到目前为止，构建量子网络需要巨大的成本、时间和资源，并且常常会危及其安全性，从而违背了整个目的
" “我们的解决方案可扩展，相对便宜，最重要的是，坚不可摧
这意味着它是一个令人兴奋的游戏改变者，并为这项技术的更快发展和广泛推广铺平了道路
" 目前的互联网依靠复杂的代码来保护信息，但黑客越来越擅长于胜过这种系统，导致全球范围内的网络攻击，这种攻击每年导致数万亿英镑的重大隐私泄露和欺诈
随着此类成本预计将大幅上升，寻找替代方案的理由变得更加令人信服，几十年来，quantum一直被誉为标准加密技术的革命性替代品
量子物理实验展示了在许多用户之间实现量子密码的重要一步，这是安全量子互联网的基本要求
版权所有:AW/Klaus Pichler 到目前为止，物理学家已经开发出一种被称为量子密钥分配的安全加密形式，在这种形式中，称为光子的光粒子被传输
该过程允许双方共享用于加密和解密信息的密钥，而没有被截取的风险
但到目前为止，这项技术只在两个用户之间有效
“到目前为止，扩展网络的努力涉及到庞大的基础设施和一个需要为每一个额外用户创建另一个发射机和接收机的系统
以这种被称为可信节点的方式共享消息是不够好的，因为它使用了太多额外的硬件，这些硬件可能会泄漏，并且不再是完全安全的
乔希说
该团队的量子技术应用了一种看似神奇的原理，叫做纠缠，阿尔伯特·爱因斯坦将其描述为“远距离的怪异行为”
它利用了两种不同粒子的力量，这两种粒子放置在不同的位置，可能相隔数千英里，同时相互模仿
这个过程为量子计算机、传感器和信息处理提供了更大的机会
“这种被称为多路复用的最新方法，不用复制整个通信系统，而是将单个系统发射的光粒子分开，这样它们就可以被多个用户有效地接收，”Dr
乔希说
该团队仅用八个接收器盒就为八个用户创建了一个网络，而前一种方法需要用户数量成倍增加——在这种情况下，达到56个盒
随着用户数量的增长，物流变得越来越不可行——例如，100个用户需要9900个接收箱
为了展示其远距离功能，接收器盒通过布里斯托尔的不同位置连接到光纤，并使用该市现有的光纤网络测试了通过量子通信传输信息的能力
艺术家对量子网络的印象，发光的线条代表所有8个用户共享的量子纠缠
荣誉:霍利·凯西 “除了完全安全之外，这项新技术的美妙之处在于它的流线型灵活性，它只需要最少的硬件，因为它与现有技术相集成，”Dr
乔希说
该团队独特的系统还具有流量管理功能，提供了更好的网络控制，例如，可以通过更快的连接优先考虑某些用户
以前的量子系统花费数年时间建造，耗资数百万甚至数十亿英镑，而这个网络在几个月内就建成了，造价不到30万英镑
随着网络的扩展，财务优势也在增长，因此，虽然以前的量子系统的100个用户可能要花费50亿英镑左右
乔希认为多路复用技术可以将这一数字削减到4
500万，不到1%
近年来，量子密码已被成功用于保护中国各银行中心之间的交易，并确保瑞士大选的投票
然而，由于所涉及的资源和成本的巨大规模，它的广泛应用受到了阻碍
“有了这些规模经济，量子互联网普及的前景就不那么遥不可及了
我们已经证明了这一概念，通过进一步改进我们的复用方法来优化和共享网络资源，我们可以在不太遥远的将来不仅为成百上千的用户提供服务，还可能为数百万的用户提供服务
乔希说
“新冠肺炎大流行的后果不仅显示了互联网的重要性和潜力，以及我们对它日益增长的依赖，而且也显示了它的绝对安全是多么重要
多重纠缠可能是使这种安全成为迫切需要的现实的关键
"
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