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多倫多大學(xué)的工程師團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一項(xiàng)***研究，使得我們離實(shí)現(xiàn)百分百安全的信息交流又近了一步。研究者的論文發(fā)表在《自然通信》(Nature Communications，《自然》期刊集團(tuán)下屬的網(wǎng)絡(luò)期刊)上，文中介紹了一種全光子量子***協(xié)議，使得數(shù)據(jù)在進(jìn)行長(zhǎng)距離傳送時(shí)，可以使用量子密碼確保安全。
使用量子密碼進(jìn)行的通信過(guò)程利用了量子力學(xué)的規(guī)律在兩個(gè)用戶間傳遞信息。它通過(guò)光子的量子態(tài)進(jìn)行編碼，通信加密非常安全，幾乎不可能被打破。但在超長(zhǎng)的光纖中發(fā)送光子并不像看上去那樣簡(jiǎn)單：如果光纜長(zhǎng)度超過(guò)50千米，90%以上的光子就會(huì)丟失，這嚴(yán)重限制了量子通信的范圍。
為了擴(kuò)大這個(gè)傳輸范圍，有許多研究都集中在開(kāi)發(fā)“量子中繼器”上，以刺激光子，減少能量損失。這些中繼器類似于小型的量子計(jì)算機(jī)，將糾纏的光子信號(hào)保護(hù)和存儲(chǔ)在低溫下的光纖中，這導(dǎo)致量子的通信頻率較低，設(shè)備本身也笨重且緩慢。
來(lái)自多倫多大學(xué)的團(tuán)隊(duì)開(kāi)則發(fā)了一種新的量子中繼器，在長(zhǎng)距離傳輸情況下只使用光子，而不需要實(shí)際的的量子存儲(chǔ)器，也不需要設(shè)計(jì)在物質(zhì)和光之間的交界口。多倫多大學(xué)的一位物理學(xué)教授和日本電信電話株式會(huì)社共同進(jìn)行了此項(xiàng)目。
人們對(duì)于設(shè)計(jì)量子互聯(lián)網(wǎng)抱有很大的興趣，這種新型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)會(huì)允許人們傳輸更多的信息，也更強(qiáng)大。但是，技術(shù)中所使用的量子態(tài)也有可能是很脆弱的。團(tuán)隊(duì)的初衷是設(shè)計(jì)一種安全可靠的長(zhǎng)距離通信方式。
團(tuán)隊(duì)提出的全光子量子通信可以支持更高的量子通信頻率，其中運(yùn)用了技術(shù)論證成熟的光學(xué)元件，并且能夠在室溫下運(yùn)行。該技術(shù)在基本層面上使用到了高量子糾纏態(tài)(簇態(tài))，這可以增加系統(tǒng)的容錯(cuò)性。
全光子量子通信可以被用于在量子計(jì)算機(jī)之間建立網(wǎng)絡(luò)。量子計(jì)算機(jī)目前還未得到實(shí)現(xiàn)，世界各地的研究機(jī)構(gòu)在研制量子計(jì)算機(jī)方面競(jìng)爭(zhēng)激烈。
未來(lái)我們有可能建立由量子計(jì)算機(jī)組成的量子互聯(lián)網(wǎng)。互聯(lián)網(wǎng)的基本功能是傳遞信息，但目前的通信模型并不安全，也有很多信號(hào)損失。
量子計(jì)算機(jī)即將到來(lái)，但量子技術(shù)還有另一個(gè)聽(tīng)上去像是科幻的領(lǐng)域：量子傳輸。
研究人員對(duì)此提出的最初問(wèn)題是能否在長(zhǎng)距離傳輸量子偏振，但這很無(wú)聊。之后，研究人員們問(wèn)自己，我們能做什么更有趣的事情么?結(jié)果我們能夠做的事是量子傳輸。
雖然在短期內(nèi)我們還無(wú)法做到把人從家里傳送到公司，但研究人員已經(jīng)完成了一系列測(cè)試，證明了可以將量子甚至原子的狀態(tài)從一個(gè)位置傳送到另一個(gè)位置。
原文地址：http://www.aqniu.com/tools/7573.html
分享文章：光速運(yùn)行的量子加密
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