@ 2016.02.05 , 09:10

走向无法被黑的“量子互联网”

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科学家们正在研究如何创造绝对安全无法被黑的“量子互联网”。时间上,即使有人成功窃听你的通讯,你也会立刻发觉。

这是因为量子互联网将信息储存在单个的光粒子中,也就是光子,而不是光束中。我们现在用的光纤网络就是用光束传递信息。通过光束传输的信息可以被拦截和破解,但是要提取光子里的信息必须摧毁它,所以任何黑客技术都没用。

遗憾的是,创造量子互联网并非一件易事,科学家们已经钻研多年如何有效地发射单个光子的光束,也就是“量子光”。现在一支来自斯坦福大学的团队已经做到了这点,他们建立了一个量子光源,可以作为量子连接的基础。

我们所讨论的光源是一个纳米级的激光,它通过一个砷化镓芯片发射光线,如下图。这块芯片起到过滤器的作用,让传统光穿过(粉色),同时也制造量子光(蓝色)。

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这一步没有问题,但是一旦他们发出这个信号,却遇到了接收的问题。

首席研究者Jelena Vuckovic说:“问题在于,跟其他从这个改造过的激光发射器里出来的光相比,量子光太微弱了,很难接收。于是我们想了个方法过滤掉其他光,这样我们可以更好接收量子光。”

这种过滤原理跟抗噪耳机差不多,就是通过播放跟环境声频率接近的声音来抵消背景噪音,比如交通或者飞机声。但是在这里,是背景光被抵消了,而不是背景声。

另外一名研究者Kevin Fischer说:“从发射器出来的一些光就像噪音,让我们难以看见量子光。我们抵消了它们,就能看清和强化藏在其中的量子信号了。”

为了这个目的,他们首先弄清楚背景光的模样,然后在光源发射一个类似的光。通过调整两个光源让它们重合,于是就抵消了背景光,显示出隐藏的量子光。

Vuckovic说:“这是非常有潜力的发明。这提供了一个可行的量子通信方法。”

这支团队正在建造一个原型机,用来构建量子互联网的基础。鉴于美国科学家最近已经成功在100公里长的光纤中传输量子信息,他们并非唯一在这个领域取得突破的团队。对于未来,我们翘首企盼。

他们的研究发表在《自然》杂志上。

本文译自 sciencealert,由译者 许叔 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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