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团队找到量子网络解决方案的“关键”

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-01-11  浏览次数:11
核心提示:约克大学量子技术中心的科学家在建立可伸缩和安全的高速量子网络方面迈出了重要一步。他们与丹麦技术大学(DTU)、麻省理工学院(MI

约克大学量子技术中心的科学家在建立可伸缩和安全的高速量子网络方面迈出了重要一步。

他们与丹麦技术大学(DTU)、麻省理工学院(MIT)和多伦多大学的同事合作,开发了一种协议,在大城市距离上实现比以前高三个数量级的密钥率。
量子密钥分发的标准协议(QKD)利用量子比特(量子位)的随机序列以完全安全的方式分发密钥。一旦这些密钥由两个远程参与方共享,它们就可以通过加密和解密二进制消息进行机密通信。该方案的安全性依赖于量子物理学最基本的定律之一——不确定性原理。
今天通过电子邮件或电话进行的传统通信很容易受到窃听者的攻击,但是基于单个粒子水平(光子)的量子通信很容易检测到窃听者,因为它们总是干扰或干扰量子信号。通过量子测量,远程双方可以估计窃听者从信道中窃取了多少信息,并可以采用适当的隐私放大协议来抵消信息丢失的影响。
然而,基于简单量子系统(如单光子量子位)的QKD协议的问题是,尽管它们在长距离工作中很有效,但密钥率很低。这使得它们不适合在大都市网络中使用。
由约克大学计算机科学系的Stefano Pirandola博士领导的研究小组,在理论和实验上都用连续变量量子系统解决了这个问题。这使得许多量子位元的信息可以并行传输,同时保持了探测和击败窃听者的量子能力。这项研究发表在《自然光子学》上。
皮兰德拉博士说:“你想要高速率和快速连接,尤其是对于服务于大都市地区的系统。你必须以最快的方式传递大量的信息;本质上你需要一个量子宽带。
“连续变量系统可以使用更多的光子,但仍然是基于量子的。我们的系统在25公里的距离内达到了比以往任何时候都高3个数量级的极高速度。然而,它在距离以上的有效性迅速下降。
“不过,我们的协议可以用来建立高速量子网络,让设备安全地连接到附近的接入点或代理服务器。”


 
 
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