英國(guó)電信建成量子安全網(wǎng)絡(luò)

馬光

日前，英國(guó)最大的互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)商宣稱(chēng)已經(jīng)建成了一條長(zhǎng)達(dá)75英里的量子安全高速光纖鏈路。

量子安全高速光纖鏈路的原理是：光纖鏈路上的光子在與數(shù)據(jù)相同的連接上攜帶加密密鑰。如果這些光子遭到惡意劫持，就會(huì)立即通知系統(tǒng)密鑰已經(jīng)損壞，竊取者干擾這些密鑰也會(huì)使它們有所改變，然后它們就不能被攔截者使用，并且數(shù)據(jù)流量會(huì)立即變?yōu)閬y碼。

量子安全高速光纖鏈路

即將離任的英國(guó)電信公司首席執(zhí)行官Gavin Patterson在2018年6月在倫敦召開(kāi)的“物聯(lián)網(wǎng)世界歐洲論壇”中表示，英國(guó)電信公司及其合作伙伴的光纖鏈路是世界第一個(gè)真實(shí)安全的量子高速網(wǎng)絡(luò)，它實(shí)際上是“不可攻擊的”。英國(guó)電信公司在新聞發(fā)布會(huì)上稱(chēng)，這條光纖鏈路在劍橋大學(xué)工程系和英國(guó)薩?？丝さ腂T實(shí)驗(yàn)室之間運(yùn)行，其設(shè)備來(lái)自ID Quantique和ADVA光纖網(wǎng)絡(luò)。

專(zhuān)家說(shuō)，糾纏密鑰（例如量子密鑰分發(fā)中使用的加密密鑰）是不可破壞的。這是因?yàn)槊荑€中使用的亞原子粒子是緊密地交織在一起的，以至于它們?cè)谖锢砩咸幱阪溄拥娜魏蔚胤蕉紩?huì)相互影響。加密密鑰會(huì)發(fā)生變化時(shí)，網(wǎng)絡(luò)管理員可以隨時(shí)查看數(shù)據(jù)是否被弄亂或被刪除。因此，任何中斷都會(huì)非?？焖俚仫@現(xiàn)出來(lái)并因此被標(biāo)記。其額外的好處是無(wú)法使用更改的密鑰，英國(guó)電信公司開(kāi)始向最終用戶(hù)展示其安全性。

英國(guó)電信公司并不是第一家采用量子密鑰分發(fā)鏈接的公司。2017年5月，中國(guó)山東省濟(jì)南市開(kāi)通了一個(gè)商用量子通信專(zhuān)網(wǎng)，西班牙也有一個(gè)類(lèi)似的項(xiàng)目。

英國(guó)劍橋大學(xué)是英國(guó)電信公司的量子網(wǎng)絡(luò)終端站點(diǎn)，也是量子通信中心（這是由8家英國(guó)大學(xué)和私營(yíng)企業(yè)組成的聯(lián)盟以及與英國(guó)電信合作的團(tuán)隊(duì)）建立了三個(gè)站點(diǎn)的量子密鑰分發(fā)連接的樞紐。這個(gè)聯(lián)盟于6月表示，其量子通信網(wǎng)絡(luò)能夠在多個(gè)100千兆位通道中發(fā)送超級(jí)安全數(shù)據(jù)，并以每秒2～3兆比特的速度生成光子密鑰。英國(guó)電信公司表示其鏈接以每秒500千兆位的速度發(fā)送數(shù)據(jù)。

使用光子來(lái)保護(hù)網(wǎng)絡(luò)

量子密鑰分發(fā)工作中使用的光子可能最終會(huì)保護(hù)未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)，并最終成為未來(lái)量子計(jì)算的一個(gè)關(guān)鍵因素。

馬里蘭大學(xué)在一篇文章中解釋說(shuō)，這是光子攜帶量子計(jì)算的突破，它們可以移動(dòng)量子比特（量子信息載體），因?yàn)樗鼈兛梢詡鞑ゲ⑴c芯片一起工作。

馬里蘭大學(xué)研究人員表示已經(jīng)發(fā)明了第一個(gè)半導(dǎo)體芯片的單光子晶體管，換句話(huà)說(shuō)就是光子晶體管。傳統(tǒng)的晶體管是用于各種計(jì)算形式的路由開(kāi)關(guān)。而單光子晶體管生成一個(gè)基于光子的開(kāi)關(guān)，其中開(kāi)關(guān)相互作用，可以實(shí)現(xiàn)某些計(jì)算問(wèn)題的指數(shù)加速，而光子本身不會(huì)相互產(chǎn)生作用。

“單光子晶體管十分微小，100萬(wàn)個(gè)晶體管的體積相當(dāng)于一粒鹽，并且速度快，能夠每秒處理100億個(gè)光子量子比特?！瘪R里蘭大學(xué)研究人員說(shuō)。

“量子通信技術(shù)在保護(hù)數(shù)據(jù)和通信方面開(kāi)始發(fā)揮重要作用，在當(dāng)今易受攻擊的時(shí)代，量子計(jì)算機(jī)的表現(xiàn)要比現(xiàn)有加密技術(shù)要好得多?！迸c英國(guó)電信項(xiàng)目相關(guān)的IDQ公司負(fù)責(zé)人GrégoireRibordy博士表示。