香港南洋理工學院的研究人員開發(fā)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(yōu)越的安全性。
在安全通訊方式中使用的大多數(shù)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(gòu)成安全風險。
與現(xiàn)有標準相比,這些芯片的規(guī)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(chǎn)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(jié)果發(fā)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(xiàn)今世界,網(wǎng)路安全十分重要,由于我們的好多數(shù)據(jù)都是用數(shù)字形式儲存和交流的。幾乎所有的數(shù)字平臺和儲存庫都要求用戶輸入密碼和生物特點數(shù)據(jù),并且這可能被監(jiān)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(fā)送的消息中,產(chǎn)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(shù)據(jù),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(fā)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(nèi)的全球最大的科技公司正在競相開發(fā)量子超級計算機,這些計算機將以現(xiàn)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(yōu)勢在于密碼學,即秘密通訊的藝術。
隨著互聯(lián)網(wǎng)服務的普及,電子短信和信息平臺都構(gòu)建了自己的安全通訊渠道,也就是我們所說的“傳統(tǒng)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)傳輸,而這在“經(jīng)典信道”中是必需的。這清除了查獲或信息泄漏的風險,創(chuàng)建了幾乎不可攻克的加密。
由南洋理工學院研究人員開發(fā)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(yè)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(fā)下一代通訊設備的創(chuàng)造,并提高數(shù)字服務。”