摘要：英國(guó)劍橋大學(xué)和東芝歐洲研究所的科學(xué)家在最新一期《自然·光子學(xué)》雜志上撰文指出，他們采用“脈沖激光播種”技術(shù)，將一臺(tái)激光器內(nèi)的光子“播種”進(jìn)另一臺(tái)激光器內(nèi)，新方法或有助于“牢不可破”量子加密系統(tǒng)的實(shí)用化，并將信息傳輸速度提高了10多倍。
傳統(tǒng)加密技術(shù)越來(lái)越容易被破解。量子加密技術(shù)則有望通過(guò)將信息隱藏在從激光發(fā)出的光子內(nèi)，提供極高的安全性。上海交通大學(xué)物理與天文系金賢敏教授向科技日?qǐng)?bào)記者解釋到，量子加密系統(tǒng)會(huì)隨機(jī)生成一個(gè)密鑰，發(fā)送者（愛(ài)麗絲）通過(guò)發(fā)送不同方向偏振的光子來(lái)編碼密鑰；接收者（鮑勃）用光子探測(cè)器測(cè)量光子的偏振方向，探測(cè)器將光子翻譯成量子比特，假如鮑勃按照正確順序使用光子探測(cè)器，探測(cè)器會(huì)給他密鑰。從原理上說(shuō)，該系統(tǒng)的強(qiáng)大之處在于，如果黑客試圖攔截愛(ài)麗絲和鮑勃的信息，密鑰就會(huì)改變。
金賢敏表示，不過(guò)該系統(tǒng)首當(dāng)其沖受到攻擊的或是光子探測(cè)器，因?yàn)樗鼧O其敏感復(fù)雜。為此，科學(xué)家提出一種新型量子加密協(xié)議——測(cè)量器件無(wú)關(guān)量子密鑰分發(fā)（MDI-QKD ）。在這一方法中，愛(ài)麗絲和鮑勃不再各擁有一臺(tái)探測(cè)器，而是將其光子發(fā)送到中央節(jié)點(diǎn)（查理）。查理讓光子通過(guò)一臺(tái)分光器，并對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果會(huì)透露量子比特的相互關(guān)系，但不會(huì)透露其具體值。在這套系統(tǒng)中，即使查理“耍詭計(jì)”，信息仍然安全。目前，MDI-QKD已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)，但由于信息分發(fā)速度太慢而無(wú)法實(shí)用。
據(jù)劍橋大學(xué)官網(wǎng)消息，在最新研究中，一臺(tái)激光器將其部分光子注入另一臺(tái)激光器內(nèi)，這樣每臺(tái)激光器發(fā)出的脈沖之間具有更小的時(shí)間晃動(dòng)，因此更容易讓查理完成它的對(duì)比探測(cè)，如此，愛(ài)麗絲和鮑勃就可以編碼更短脈沖的光子發(fā)送給查理。研究還表明，在MDI-QKD系統(tǒng)中使用這一技術(shù)，能將其碼率提高到1Mbit/秒。
該研究論文第一作者、劍橋大學(xué)工程學(xué)院博士盧西恩·科曼達(dá)認(rèn)為，最新研究或是通往實(shí)用量子加密系統(tǒng)的里程碑之一。
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