【量子芯片图片】研究人员制造的量子芯片比目前的设备小1000倍

2020-07-05 - 量子芯片

新加坡南洋理工大学(NTU新加坡)的研究人员开发了一种量子通信芯片,该芯片比当前的量子装置小1,000倍,但提供了同样出众的安全量子技术。

安全通信方法中使用的大多数领先安全标准(从ATM提取现金到在智能手机上在线购买商品)均未利用量子技术。个人识别号码(PIN)或密码的电子传输可以被截获,构成一个安全风险。

量子芯片图片

与现有标准相比,该微型芯片尺寸约为3毫米,使用量子通信算法提供增强的安全性。它通过将密码集成在要传递的信息中来形成安全的量子密钥,从而做到这一点。收到信息后,它会与密钥一起销毁,从而使其成为一种极其安全的通信形式。

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它所需要的空间也比目前的量子通信设置少1000倍,后者可以像冰箱一样大,甚至可以占据整个房间或办公室地板的空间。这为更安全的通信技术打开了大门,这些技术可以部署在智能手机,平板电脑和智能手表等紧凑型设备中。它还为在线交易和电子通信的更好的加密方法奠定了基础。

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在南洋理工大学刘爱群教授和郭梁传副教授的带领下,研究小组的研究结果发表在同行评审的领先期刊《自然光子学》上。

南大电气与电子工程学院的刘教授说:"在当今世界,网络安全非常重要,因为我们的许多数据都是以数字方式存储和通信的。几乎所有数字平台和存储库都要求用户输入密码和生物识别数据,只要是这种情况,就可以窃听或解密。量子技术消除了这一点,因为密码和信息都集成在发送的消息中,从而形成了量子密钥。"

副教授Kwek解释说,量子通信通过使用随机的代码串来加密信息而起作用,该信息只能由预期的接收者使用正确的密钥打开。无需传输其他密码或生物特征数据,这是当前通信形式的标准做法。

"这就像发送一封安全的信件。想象一下,写这封信的人将邮件锁定在一个信封中,同时它的钥匙也在里面。接收者也需要使用相同的钥匙才能打开它。昆腾技术确保了密钥分发的安全性,防止对密钥进行任何篡改。"南大国家教育学院的物理学家Kwek副教授说。

(LR)NTU的刘爱群教授和Kwek Leong Chuan副教授展示了嵌入绿色电路板右下方的3mm量子通信芯片,该芯片比当前设置小1,000倍,并提供了几乎无法破解的加密级别。图片来源:新加坡南大

军事级通信技术,具有成本效益

包括Google和IBM在内的世界上最大的科技公司都在竞相开发量子超级计算机,它将以现在无法想象的速度彻底改变计算。

量子技术的一项备受期待的优势在于密码学,即秘密通信的艺术。

随着Internet服务的激增,诸如WhatsApp,Facebook,Skype,Snapchat,Telegram等电子邮件和消息传递平台已经创建了自己的安全通信渠道,即所谓的"经典渠道"。

相反,携带信息的量子信道具有集成到加密数据中的安全协议。每个通道彼此唯一不同,从而减少甚至消除了在传输过程中信息被拦截或泄漏的风险。

简而言之,量子技术不需要"经典渠道"中必需的密码或生物特征数据的额外传输。这消除了拦截或信息泄漏的风险,从而创建了几乎不可破坏的加密。

由南大研究人员开发的量子通信芯片将具有成本效益,因为它使用标准的工业材料,例如硅,这也使其易于制造。

刘教授说:"这是通信安全的未来,我们的研究使我们更接近量子计算和通信。这将有助于引发下一代通信设备的创建,并增强诸如银行在线金融门户等数字服务。以及数字政府服务。"

NTU团队现在正在寻求开发传统光通信系统和量子通信系统的混合网络。这将改善量子技术的兼容性,该量子技术可用于更广泛的应用程序,例如互联网连接。

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