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基于芯片的量子密钥分配装置提高量子安全通信

时间：2022-04-08 16:25:05 来源：

新的基于芯片的设备包含量子密钥分布所需的所有光学元件。经济高效的平台旨在促进全市网络。

研究人员展示了快速且经济高效的平台，用于保持数据安全。

研究人员展示了新的基于芯片的设备，其中包含量子密钥分布所需的所有光学元件，同时增加真实的安全性。快速且经济高效的平台准备促进实现极其安全的数据通信，这些数据通信可用于保护从电子邮件到网上银行信息的所有内容。

计算技术的进步将很快留下当今加密易受窃听的在线数据的方法。Quantum密钥分配通过使用光的量子属性来提供难以完全的加密，以在用户之间生成安全随机键，以加密和解密其在线数据。尽管量子密钥分布与大多数光纤网络兼容，但需要更强大，更便宜的设备来执行实验室外的这种加密方法。

Inoptica，光学社会（OSA）杂志为高影响研究，研究人员报告说，可以在两个基于芯片的设备之间完成安全量子密钥交换 - 潜在地通过最多200的光纤网络测量6 x 2毫米 - 潜在的光纤网络公里长。

英国布里斯托大学的研究团队领导者Henry Semenenko表示，“基于芯片的设备通过提供强大的大规模生产的平台来显着减少了广泛的量子安全通信的障碍。”“在未来，这些设备将形成与互联网的标准家庭连接的一部分，无论计算技术的进步如何，都会保持我们的数据。”

减少大小和电力需求

新的量子密钥分配设备基于每个智能手机和计算机中的相同半导体技术。它们而不是导线引导电力，它们包含高度复杂的电路，可控制量子密钥分布所需的光的弱光光信号。芯片中的纳米级组件使得可以大大降低量子通信系统的尺寸和功耗，同时保持对现代网络的高速性能至关重要。

“凭借其密集的光学元件，我们芯片的平台提供了一定程度的精确控制和复杂性，不可实现的替代方案，”Semenenko说。“它将允许用户使用经济高效的设备访问安全网络，与我们今天使用的路由器相同的大小来访问Internet。”

研究人员设计了新的平台，便于全市网络，大大减少了用户之间所需的连接数量。

“我们的平台允许单个用户连接到集中式节点，该集中节点能够与每个其他用户安全通信，”Semenenko说。“随着量子网络的发展，集中式节点将提供至关重要的基础架构，最终将支持更复杂的通信协议。”

展示设备

研究人员展示了基于新的芯片的设备，并证明了原理实验证明，其中他们在布里斯托尔量子大学的纤维网络上模仿了200公里的光纤网络。他们使用两个独立的芯片装置，他们表明，误差率和速度与最先进的商业组件相当。

“我们表明，即使在不同器件产生光子，也可以使用这些基于芯片的设备来产生量子效应，”Semenenko说。“这对量子网络至关重要，其中每个用户将控制自己的设备分布在城市周围。”

研究人员计划通过开发特定于应用的硬件来使系统更实用。然后，它们将在布里斯托尔市周围使用光纤网络，以创建具有许多用户的示范大都会网络。

参考：“芯片的测量 - 设备无关量子密钥分布”由Henry Semenenko，Philip Sibson，Andy Hart，Mark Thompson，John Rarity和Chris Erven，2012年3月19日，Optica.doi：
10.1364 / OPTICA.379679


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