《俄科学家研制远程安全量子通信系统》

  • 来源专题:集成电路
  • 编译者: Lightfeng
  • 发布时间:2016-04-15
  • 来自俄罗斯圣彼得堡信息技术机械与光学大学(ITMO)的科学家团队已经提出了一种新的方法来构建安全数据交换的量子通信系统的。这套以研究结果为基础的实验装置能够发送距离250公里以上的单光子量子信号,这与其它尖端类似物不分上下。

    与基于算法的加密不同,利用量子物理的基本规律来保护信息的系统,将来可以使数据传输完全不受黑客的攻击。量子信道的信息是由单光子来承载的,一旦窃听者试图拦截,它们就会发生不可逆转地的改变。因此,合法的用户就会立即知道任何种类的干预。

    现在研究人员的使命就是创造一个完整的量子密码系统,这将同时产生分发量子密钥和传输有用的数据。

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    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2020-03-04
    • 3日,记者从济南量子技术研究院获悉,继首次实验验证了远距离双场量子密钥分发可行性,在300公里真实环境的光纤中实现了双场量子密钥分发实验后,济南量子技术研究院王向斌教授、刘洋研究员与中国科学技术大学潘建伟院士团队再次合作,实现了509公里真实环境光纤的双场量子密钥分发(TF-QKD)。相关成果已于近日在线发表在国际期刊《物理评论快报》上,王向斌教授和张强教授为论文共同通讯作者。该成果成功创造了量子密钥分发最远传输距离新的世界纪录。   在量子密钥分发(QKD)的长距离实际应用中,信道损耗是最严重的限制因素。TF-QKD利用单光子干涉作为有效探测事件,使安全成码率随信道衰减的平方根线性下降,甚至可以在无中继的情形下轻松突破QKD成码率线性界限。然而,TF-QKD的实施条件相当苛刻,要求两个远程独立激光器的单光子级干涉,同时需要通过单光子探测结果实现长距离光纤链路相对相位快速漂移的精准估计。   该成果理论方面基于王向斌提出的“发送—不发送”双场量子密钥分发协议,大幅提高了系统对相位噪声的容忍能力;实验方面张强团队采用了时频传输技术,将两个独立远程激光器的波长锁定为相同,并利用附加相位参考光来估计光纤的相对相位快速漂移,确保了测量器件无关的安全属性。最终在实验室内将QKD安全成码距离成功拓展至509公里,打破了传统无中继QKD所限定的绝对理论成码率极限。同时,与其他双场QKD实验相比,该研究在安全性上拥有独特优势:既是测量设备无关的,又充分考虑了有限码长下的安全性。如果将系统重复频率升级至京沪干线等远距离量子通信网络中采用的1GHz,在300公里处,成码率可达5kbps,这将大量减少骨干光纤量子通信网络中的可信中继数量,大幅提升光纤量子保密通信网络的安全性。
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    • 来源专题:集成电路
    • 发布时间:2024-04-22
    • 据SEMI大半导体产业网4月19日报道,电子科技大学信息与量子实验室、天府绛溪实验室量子互联网前沿研究中心与清华大学、中国科学院上海微系统与信息技术研究所合作,在国际上首次研制出氮化镓量子光源芯片,这是电子科技大学“银杏一号”城域量子互联网研究平台取得的又一项重要进展,也是天府绛溪实验室在关键核心技术领域取得的又一创新成果。 据悉,研究团队通过迭代电子束曝光和干法刻蚀工艺,攻克高质量氮化镓晶体薄膜生长、波导侧壁与表面散射损耗等技术难题,在国际上首次将氮化镓材料运用于量子光源芯片。目前,量子光源芯片多使用氮化硅等材料进行研制,与之相比,氮化镓量子光源芯片在输出波长范围等关键指标上取得突破,输出波长范围从25.6纳米增加到100纳米,并可朝着单片集成发展。 此项研究工作得到国家科技创新2030重大项目、国家自然科学基金、四川省科技计划等大力支持。近日,以“Quantum Light Generation Based on GaN Microring toward Fully On-Chip Source”为题,发表在国际著名学术期刊《物理评论快报》上,并被选为“物理亮点”进行重点宣传报道。