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基于芯片的设备提高了吉田清迈量子安全通信的实用性

物理学 2021-11-28 23:59:11

由光学学会 新的基于芯片的设备包含量子密钥分发所需的所有光学组件

这一经济高效的平台旨在促进全市网络

荣誉:亨利·塞梅年科,布里斯托尔大学 展示了新的基于芯片的设备,该设备包含量子密钥分发所需的所有光学组件,同时提高了现实世界的安全性

这一快速且经济高效的平台有助于实现极其安全的数据通信,可用于保护从电子邮件到网上银行信息的一切

计算技术的进步将很快使今天加密在线数据的方法容易被窃听

量子密钥分发通过使用光的量子属性在用户之间生成安全的随机密钥来加密和解密他们的在线数据,从而提供不可穿透的加密

尽管量子密钥分发与大多数光纤网络兼容,但在实验室外执行这种加密方法需要更健壮、更便宜的设备

在光学协会(OSA)的高影响研究杂志Optica上,研究人员报告说,安全的量子密钥交换可以在两个基于芯片的设备之间实现——测量只有6×2毫米——可能通过一个长达200公里的光纤网络连接

英国布里斯托尔大学的研究小组组长亨利·塞梅年科说:“基于芯片的设备通过提供一个强大的、可大规模制造的平台,大大降低了量子安全通信广泛应用的障碍。”

“在未来,这些设备将成为标准家庭互联网连接的一部分,无论计算技术如何进步,都能保证我们的数据安全

" 减小尺寸和功耗需求 新的量子密钥分发设备基于在每一部智能手机和电脑中发现的相同半导体技术

它们包含高度复杂的电路来控制量子密钥分发所需的微弱光信号,而不是导线来导电

芯片中的纳米级组件使得在保持对现代网络至关重要的高速性能的同时大幅减小量子通信系统的尺寸和功耗成为可能

塞梅年科说:“凭借其密集封装的光学元件,我们基于芯片的平台提供了用替代产品无法实现的精确控制和复杂性。”

“它将允许用户使用与我们今天使用的接入互联网的路由器一样大小的经济高效的设备来接入安全的网络

" 研究人员设计了新的平台,以促进全市范围的网络,并大幅减少用户之间所需的连接数量

塞梅年科说:“我们的平台允许单个用户连接到一个集中式节点,这样就可以与其他所有用户进行安全通信。”

“随着量子网络的发展,集中式节点将提供关键的基础设施,最终将支持更复杂的通信协议

" 演示设备 研究人员展示了他们新的基于芯片的设备,他们在布里斯托尔大学量子工程技术实验室模拟了一个200公里长的光纤网络

通过使用两个独立的芯片设备,他们表明错误率和速度可以与最先进的商业组件相媲美

“我们展示了这些基于芯片的设备可以用来产生量子效应,即使光子是由不同的设备产生的,”塞梅年科说

“这对于量子网络至关重要,在量子网络中,每个用户都将控制分布在城市各处的自己的设备

" 研究人员计划通过开发专用硬件使该系统更加实用

然后,他们将利用布里斯托尔市周围的光纤网络,创建一个拥有众多用户的示范城域网

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