北京的研究人员创造了 102.2 公里(64 英里)的新量子安全直接通信(QSDC)世界纪录,打破了之前 18 公里(11 英里)的记录。研究负责人 Long Guilu 在《自然》杂志上写道,传输速度非常慢,为每秒 0.54 位,但对于 30 公里(19 英里)距离内的短信和电话加密来说仍然足够好。这项工作最终可能导致防黑客通信,因为可以立即检测到任何对量子线路的窃听尝试。
QSDC 使用纠缠原理来保护网络。量子物理学规定纠缠粒子是相互关联的,因此,如果你通过测量它来改变一个粒子的属性,另一个也会立即改变——这实际上使黑客攻击成为不可能。从理论上讲,即使粒子相隔数光年,它们也会保持联系,因此这样的系统应该可以在很远的距离内工作。
同一个研究团队创造了之前的光纤记录,并设计了一种“采用新协议的物理系统的新颖设计”来实现更远的距离。他们通过消除以前模型中使用的“复杂的主动补偿子系统”来简化它。“这实现了超低的量子误码率 (QBER) 和对环境噪声的长期稳定性。”
结果,该系统可以承受更多所谓的通道丢失,这使得无法解码加密消息。这反过来又使他们能够将光纤距离从 28.3 公里延长到创纪录的 102.2 公里。“实验表明,通过光纤进行城际量子安全直接通信在当今技术下是可行的,”该团队在《自然》杂志上写道。
中国的研究人员之前通过卫星进行了安全的量子视频通话,但光纤带来了一系列不同的挑战。“如果我们今天用量子通道替换发生更多窃听攻击的互联网部分,这些部分将具有感知和防止窃听的额外能力,使通信更加安全,”朗说。