随着科技的不断进步,对于信息加密的要求越来越高,加密的手段也会越来越高。多伦多大学的工程师团队进行了一项最新研究,使得我们离实现百分百安全的信息交流又近了一步。研究者的论文发表在《自然通信》上,文中介绍了一种全光子量子终极协议,使得数据在进行长距离传送时,可以使用量子密码确保安全。

量子加密是什么?

使用量子密码进行的通信过程利用了量子力学的规律在两个用户间传递信息。它通过光子的量子态进行编码,通信加密非常安全,几乎不可能被打破。但在超长的光纤中发送光子并不像看上去那样简单:如果光缆长度超过50千米,90%以上的光子就会丢失,这严重限制了量子通信的范围。

为了扩大这个传输范围,有许多研究都集中在开发“量子中继器”上,以刺激光子,减少能量损失。这些中继器类似于小型的量子计算机,将纠缠的光子信号保护和存储在低温下的光纤中,这导致量子的通信频率较低,设备本身也笨重且缓慢。

来自多伦多大学的团队开则发了一种新的量子中继器,在长距离传输情况下只使用光子,而不需要实际的的量子存储器,也不需要设计在物质和光之间的交界口。多伦多大学的一位物理学教授和日本电信电话株式会社共同进行了此项目。

人们对于设计量子互联网抱有很大的兴趣,这种新型的网络结构会允许人们传输更多的信息,也更强大。但是,技术中所使用的量子态也有可能是很脆弱的。团队的初衷是设计一种安全可靠的长距离通信方式。

团队提出的全光子量子通信可以支持更高的量子通信频率,其中运用了技术论证成熟的光学元件,并且能够在室温下运行。该技术在基本层面上使用到了高量子纠缠态(簇态),这可以增加系统的容错性。

全光子量子通信可以被用于在量子计算机之间建立网络。量子计算机目前还未得到实现,世界各地的研究机构在研制量子计算机方面竞争激烈。但不管怎样,这都代表着科技的进步,我们也相信量子加密会渐渐的被研究被应用于生活中。