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2024-07-09 | 科技島

第一條量子通訊鏈路 「人造原子」 成量子加密突破口



第一條量子通訊鏈路 「人造原子」 成量子加密突破口


國外研究團隊,在下薩克森州建立了第一條量子通訊鏈路「人造原子」,有望徹底改變網路安全、資料加密與通訊安全的方式,幫助人們免受網路威脅。


編譯/高晟鈞




由漢諾威萊布尼茨大(LUH)、布倫瑞克聯邦物理技術學院(PTB)和斯圖加特大學的研究團隊,在下薩克森州建立了第一條量子通訊鏈路,有望徹底改變網路安全、資料加密與通訊安全的方式,幫助人們免受網路威脅。





第一條量子通訊鏈路 「人造原子」 成量子加密突破口
研究團隊透過使用「人造原子」,建立第一條量子通訊鏈路,有望徹底改變網路資料加密與通訊安全的方式。 (圖/取自Innovations)



傳統的加密方法




傳統的加密方式依賴複雜的數學演算法,並受到電腦計算能力的限制。現在隨著量子電腦的興起,其強大的演算能力使得傳統的加密方式相對脆弱。




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因此,一種名為量子金鑰分發(Quantum key distribution, QKD)正一步步成為更加牢固的加密技術。QKD式利用量子力學特性實現密碼協定的安全通訊,透過將資訊編碼成量子態,使駭客竊聽資訊失敗的機率大幅提升。




量子態具有不確定性與不可複製性、需要被測量才能決定,不同的測量方式會產生不同的結果。因此,如果駭客想要竊聽、複製資訊時,必須先對量子態進行測量,而這會使被傳遞的量子態發生變化且立刻被察覺。如果要得到完整正確的資訊,除了需要使用正確的方式去測量量子態,也需要有古典金鑰來校正因為量子不確定性而產生的錯誤。




然而,儘管經過了多年優化,但由於現有量子光源的限制,建立大型網路始終遙不可及。




第一條量子通訊鏈路




研究團隊透過使用半導體量子點作為單光子源,是一種「人造原子」,擁有類似於原子的為小結構。最終,研究團隊成功在漢諾威和布倫瑞克之間的69公里距離內,通過光纖連接兩地,實現了第一條量子通訊鏈路「下薩克森量子鏈路」。




該設備原理是透過量子點設備發射單光子,控制其偏振並將其發送到布倫瑞克進行測量,而這個過程正是量子金鑰分發的基礎。安全通訊的需求可謂伴隨人類歷史而始終存在,從傳統的數學加密到如今的量子加密,或許不久後便能真正邁向量子互聯網的時代。




資料來源:Innovations



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