新发明为终极安全量子通讯铺路

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  在网络黑客非常猖獗的时代,英国布里斯托大学一项研究造出的量子计算机网络原型,或将彻底改变人们网络通信的方式。

新发明为终极安全量子通讯铺路

  9月2日发布在《科学进展》期刊上的研究,为实现终极安全的互联网方案铺平了道路。这个量子网络可以服务几百万个用户互相之间安全通信,是同类中最大的一个。

  目前的互联网依靠复杂的密码机制保护信息,但是黑客也在不断变换手段发起攻击。世界互联网每年因隐私泄漏、诈骗等形式导致的经济损失可达几万亿英镑。

  近十年来,研究人员看好量子技术作为革命性的替代传统方式的加密方法。目前为止,物理学家开发了一种名为量子密钥分发的技术,利用量子力学特性实现安全通信。它使通信的双方能够产生并分享一个随机的、安全的密钥,来加密和解密消息。

  但是在这份研究之前,这种技术只支持两个用户有效通信。

  这份研究的主要作者之一乔希说:“在此之前,扩展网络需要建造大量的基础设施,系统内每增加一个用户都要创建新的发送器和接收器。用这种方式分享信息不尽人意,因为要用到大量的额外硬件,又导致新的信息泄漏风险。”

  这个研究组引入了量子纠缠的概念,即相隔很远的两个粒子却具有同步特性的现象。乔希说:“无需复制整个通信系统,这种新技术把单个系统发出的光子分割,它们能够有效地被不同的用户接收。”

  研究人员建了一个有8个用户的网络,只用了8个接收盒。如果用现有的方法,需要56个。而且随着用户数量的增加,接收盒的数量大幅增加,例如100个用户已经需要9900个接收盒。

  为了验证这个网络的远距离传输功能,研究人员将接收盒接入布里斯托大学内不同的地点,利用城市现有的光纤网络测试使用量子通信传输信息的能力。

  乔希说:“这项新技术不仅完全安全,而且很灵活,因为它可以和现有的技术集成,所以所需的硬件很少。”此外,研究者称这个系统还具有网络交通管理的功能,比如,可以设置让某些用户的优先级高于其他用户。

  最后,这个系统的造价也比旧系统降低了很多。以前的量子系统需要花几年时间建造,耗资几百万甚至数十亿英镑。这个新系统在几个月内完成,耗资不到30万英镑。以前的系统服务100个用户对于当地的开支可达50亿英镑,研究人员估计新系统只需约450万英镑,不到旧系统的1%。

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