新型量子通信芯片问世 仅为现有装置的千分之一

2019-12-07 来源:解放军报 我要评论(0) 字号:

新兴的量子通信技术倍受人们推崇。但现有的量子通信设备大而笨重,一定程度上制约了这项技术的应用发展。

新加坡研究人员在最新一期《自然·光子学》杂志上撰文称,他们开发出一种量子通信芯片,长度仅为3~4毫米,使用标准工业材料硅等制成,其块头仅为现有设备的千分之一。通过这一小小芯片,就能实现量子通信的功能,大大缩小了量子通信设备的体积,有望为量子通信技术的普及应用铺平道路。

上图为最新研发的量子通信芯片。

上图为最新研发的量子通信芯片。

研究团队称,尽管这个芯片小到了“极致”,但与现有安全标准相比,它使用了量子通信算法来提供优越的量子安全技术,为在线交易和电子通信提供更好的加密方法奠定了基础,可安装在智能手机、平板电脑和智能手表等紧凑型设备内,以提升其通信的安全性。

提起这个芯片,不得不说量子通信的安全性原理。量子通信是使用“量子通道”进行信息传递的,每一对纠缠状态的粒子“量子通道”都不一样,从而可以降低甚至消除传输过程中信息被拦截或泄露的风险。研究人员这样打比方:写信的人把“密码”封装在信封里,量子的特性决定了任何想看这封信的人必须把信封拆开;一旦被拆开,人们就会知道这封信被看过了。在量子通信系统中,如果这个封装密码的“信封”没有被人“拆”过,就能确定这个密码是安全的,用该密码保护的信息自然也是安全的。而诸如微信、微博、电子邮件等平台,都拥有自己的安全通信通道,几乎都需要用户通过密码或生物识别数据进行传输,传输过程中存在一定的安全隐患。

之前,量子通信技术之所以未曾得到广泛应用,除了量子通信设备大而笨重之外,还有一个关键性因素,就是它与现有光通信系统不完全兼容。“承载信息传递的信息高速公路已经建立,很难再为量子通信技术重建‘新跑道’,研究人员只能想方设法让量子通信技术在现有的路上‘跑’起来。”相关研究人员介绍说。

为了实现兼容,有关研究团队将目光投向了信息高速公路上的硬件——量子通信芯片上。他们解释:如果量子通信设备也能像光通信器件那样集成在芯片上,那么量子通信技术或许能在这条路上“跑”起来。研究团队按照这样的思路展开攻关,通过芯片设计、加工、封装、量子通信系统搭建的步骤,历时多年,量子通信芯片终于初获成功。

量子技术是安全通信的未来。量子通信芯片的问世,使人们距离量子配资开户和通信越来越近,有助于开发下一代通信设备,显著提升诸如军事通信、银行在线金融门户等数字服务的安全性。

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