南洋理工大学成功开发具成本优势的微型量子芯片
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现代社会中,许多数据在网络上传送、储存及交换,几乎所有数位平台和资源库都要求用户输入密码和生物识别数据,因此网络安全非常重要。量子技术可以解决这些问题,因为密码和资讯都集合在发送的信息中,形成‘量子密钥’。
新加坡南洋理工大学(NTU Singapore)的研究人员开发了一种比目前的量子装置(quantum setup)小1,000倍的量子通讯芯片,且并不影响量子技术的安全性。这款芯片尺寸比目前的量子通讯装置小1000倍,微型量子芯片开启了更安全通讯技术的大门,该技术不仅可以部署于智慧手机、平板电脑和智慧手表等小巧设备内,作为线上交易和电子通讯奠定了加密方法更好的基础。
南大科学家所开发的微型芯片约3mm,且与现有安全标准不同,该芯片使用量子通讯算法以增强安全性。借由将密码(passwords)集合在传递信息中,以形成安全的“量子密钥”。换言之,接收到信息后,再将信息与密钥一并销毁,成为一种极安全的通讯形式。
该量子通讯使用随机的代码串来加密信息,而且只能由指定的接收者使用正确的“密钥”开启,无需传输其他密码或生物识别数据等等当前通信形式的标准运作。也就是说,这就像发送一封加密邮件,写信人将信息以密钥Key锁在信中,收件者需要同一把钥匙才能打开它。量子技术确保了密钥分发是安全的,防止密钥被篡改。
该研究由南洋理工大学刘爱群(Liu Ai Qun)教授和Kwek Leong Chuan副教授负责,该研究结果发表Nature Photonics期刊上。
随着,Google和IBM等科技大厂竞相开发出量子超级电脑,开启下世代超高速运算的创新。而量子技术在密码学方面具有优势,更是备受期待。例如,Facebook、Skype等交流平台皆创建了属于自己的通讯用安全通道,即所谓的“经典通道(classical channels)”。而未来,承载信息的“量子通道(quantum channels)”将安全协定整合至加密数据中。每个通道都是独一无二,以减少甚至消除在传输过程中信息被拦截或外泄的风险。
南大研究人员开发的量子通讯芯片具成本优势,因使用硅(silicon)作为标准工业材料,便于制造量子芯片。
南大团队现在正在开发传统光通信系统(optical communication systems)和量子通信系统的混合网络(hybrid network)。这将提高量子技术的相容性,并扩展连网应用范围。