香港南洋理工學院的研究人員開發了一種量子通訊芯片,它比目前的量子設備小1000倍,并提供與量子技術同樣優越的安全性。
在安全通訊方式中使用的大多數領先的安全標準,從ATM提款到用智能手機在線購物,都沒有借助量子技術。個人辨識號碼(PIN)或密碼的電子傳送可能會被攔截,構成安全風險。
與現有標準相比,這些芯片的規格約為3毫米,使用量子通訊算法來提升安全性。它通過將密碼整合到正在傳遞的信息中,產生一個安全的量子秘鑰來做到這一點。在接收到信息后,信息連同秘鑰一起被銷毀,這促使它成為一種十分安全的通訊方式。
它須要的空間也比目前的量子通訊設備小1000倍。目前的設備可以有冰柜這么大,甚至可以搶占整個屋子或辦公室。新技術為更安全的通訊技術打開了房門,這種技術可以布署在智能手機、平板筆記本和智能腕表等大型設備上。它還為更好的在線交易和電子通訊加密方式奠定了基礎。
南洋理工學院劉愛群院士和梁川副院長領導的研究小組的研究結果發表在一本領先的同行評議刊物《自然光子學》上。
來自南大馬達與電子工程大學的劉教授說:“在現今世界,網路安全十分重要,由于我們的好多數據都是用數字形式儲存和交流的。幾乎所有的數字平臺和儲存庫都要求用戶輸入密碼和生物特點數據,并且這可能被監聽或破譯。量子技術去除了這些情況,由于密碼和信息都整合在發送的消息中,產生了一個量子秘鑰。”
梁川副院長解釋說:“量子通訊的工作原理是使用隨機的代碼串來加密信息量子傳輸技術,只有使用正確秘鑰的指定接收者能夠打開信息。不須要傳輸額外的密碼或生物特點數據,這是當前通訊方式的標準做法。”
這如同寄一封有擔保的信。想像一下,寄信的人把信鎖在一個信封里,信封的鎖匙也在上面。接收者須要相同的鎖匙才會打開它。量子技術確保了秘鑰分發的安全性,避免了對秘鑰的任何篡改。
軍事級通訊技術,性價比高
包括微軟和IBM在內的全球最大的科技公司正在競相開發量子超級計算機,這些計算機將以現今無法想像的速率給估算帶來革命性的變化。
量子技術的一個倍受期盼的優勢在于密碼學,即秘密通訊的藝術。
隨著互聯網服務的普及,電子短信和信息平臺都構建了自己的安全通訊渠道,也就是我們所說的“傳統渠道”。
相比之下量子傳輸技術,攜帶信息的量子信道有集成到加密數據中的安全合同。每位頻道之間都有獨到的差別,能減少甚至去除信息在傳輸過程中被查獲或泄漏的風險。
簡單地說,量子技術不須要額外的密碼或生物特點數據傳輸,而這在“經典信道”中是必需的。這清除了查獲或信息泄漏的風險,創建了幾乎不可攻克的加密。
由南洋理工學院研究人員開發的量子通訊芯片將是一種低成本的芯片,由于它使用了標準的工業材料,如硅材料等,這也使其便于制造。
劉教授說:“這是通訊安全的未來,我們的研究使我們更接近量子估算和通訊。它將有助于迸發下一代通訊設備的創造,并提高數字服務。”