基于芯片的设备提高了量子安全通信的实用性

（文章来源：教育新闻网）
演示了基于芯片的新设备，其中包含量子密钥分发所需的所有光学组件，同时提高了实际安全性。这个快速且经济高效的平台已准备好促进极其安全的数据通信的实施，该通信可用于保护从电子邮件到在线银行信息的所有内容。

计算技术的进步将很快使当今的加密在线数据的方法容易被窃听。量子密钥分配通过利用光的量子特性在用户之间生成安全的随机密钥来加密和解密其在线数据，从而提供了难以穿透的加密。尽管量子密钥分发与大多数光纤网络兼容，但是需要更强大且更便宜的设备才能在实验室外执行此加密方法。在光学协会(OSA)进行高影响力研究的期刊《Optica》中，研究人员报告说，安全的量子密钥交换可以在尺寸仅为6 x 2毫米的两个基于芯片的设备之间完成，可能通过具有链接的光纤网络进行长达200公里。

英国布里斯托大学的研究小组负责人亨利·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，大大减少了广泛采用量子安全通信的障碍。”“将来，这些设备将成为标准的家庭互联网连接的一部分，无论计算机技术如何发展，它都能确保我们的数据安全。”

新的量子密钥分配设备基于在每部智能手机和计算机中使用的相同半导体技术。它们包含用于控制量子密钥分发所需的微弱光子光信号的复杂电路，而不是用于引导电流的电线。芯片中的纳米级组件使大幅降低量子通信系统的尺寸和功耗成为可能，同时保持了对于现代网络至关重要的高速性能。Semenenko说：“凭借其密集封装的光学组件，我们基于芯片的平台提供了其他选择所无法达到的精确控制和复杂程度。”“它将允许用户使用具有成本效益的设备访问安全的网络，该设备的大小与我们今天用来访问Internet的路由器相同。”

研究人员设计了这个新平台，以便利于整个城市的网络并大大减少用户之间所需的连接数量。

Semenenko说：“我们的平台允许单个用户连接到一个集中节点，该集中节点可以与其他每个用户进行安全的通信。”“随着量子网络的发展，集中式节点将提供至关重要的基础设施，最终将支持更复杂的通信协议。”研究人员通过原理证明实验证明了他们基于芯片的新型设备，他们在布里斯托大学量子工程技术实验室模拟了一个200公里的光纤网络。他们使用两个独立的芯片设备，显示出错误率和速度可与最新的商用组件相媲美。

塞梅年科说：“我们证明了即使在不同的设备产生光子的情况下，这些基于芯片的设备也可以用来产生量子效应。”“这对于量子网络至关重要，在量子网络中，每个用户将控制自己分布在城市各处的设备。”

研究人员计划通过开发专用硬件使系统更实用。然后，他们将使用布里斯托尔市周围的光纤网络创建具有许多用户的示范城市网络。
（责任编辑：fqj）