最新量子通信芯片问世缩小了1000倍可用于手机通信安然_量子_通讯

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编译 | 凡雪

南洋理工大学简称南大（NTU），成立于 1981 年（前身南洋大学成立于 1955 年），作为新加坡的一所科研密集型大学，它在纳米材料、生物质料、功能性陶瓷和高分子材料等领域研究一贯享有盛名。

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刘爱群教授（左）和梁川副教授展示嵌入在绿色电路板右下角的 3mm 量子通信芯片

（图片来自网络侵删）

这次研究紧张是由南洋理工大学刘爱群教授领导，刘爱群教授 1994 获新加坡国立大学博士学位，现任职于南洋理工大学电气与电子工程学院，紧张研究方向是下一代光通信技能、非线性波导仿真、光纤光栅、WDM 通信系统等。

安全通信方法中利用的大多数的安全标准，从 ATM 提取现金到在智好手机上在线购买商品，均未利用量子技能。
个人识别码（PIN）或密码的电子传输可能会被拦截，从而构成安全隐患。

NTU 科学家开拓的微型芯片尺寸约为 3mm，与现有标准比较，它利用量子通信算法来供应增强的安全性。
它通过将密码集成在所通报的信息中来形成安全的「量子密钥」，从而实现这一目的。
收到信息后，它会与密钥一起销毁，即「阅后即焚」从而使其成为一种极其安全的通信形式。

它所须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，乃至霸占全体房间或办公室地板的空间。
这为更安全的通信技能打开了大门，这些通信技能可以支配在智好手机，平板电脑和智好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根本。

研究职员表示，最新量子芯片须要的空间仅为目前量子通信设备的千分之一，这为更安全的通信技能打开了大门，可安装在智好手机、平板电脑和智好手表等紧凑型设备内。
此外，它还为用于在线交易和电子通信的更好的加密方法奠定了根本。

刘爱群认为：「在当现代界，网络安全非常主要，由于我们的许多数据都因此数字办法存储和通信的。
险些所有数字平台和存储库都哀求用户输入密码和生物识别数据，只假如这种情形，就可能被窃听或破译。
量子技能肃清了这种情形，由于密码和信息都集成在正在发送的中，形成了「量子密钥」。
」

梁川阐明说，量子通信通过利用随机化的代码串来加密信息而起浸染，该信息只能由预期的吸收者利用精确的「密钥」打开。
无需传输其他密码或生物特色数据，这是当前通信形式的标准做法。

值得一提的是，此前有透露，刘爱群科研团队将这一新款芯片的研发分为 4 步：芯片设计、加工、封装、量子通信系统搭建。

军事级通信技能，具有本钱效益

谷歌和 IBM 等环球最大的科技公司都在竞相开拓量子超级打算机，它将以现在无法想象的速率彻底改变打算。
量子技能的一项备受期待的上风在于密码学，即秘密通信的艺术。

随着 Internet 做事的激增，诸如 WhatsApp，Facebook，Skype，Snapchat，Telegram 等的电子邮件和通报平台已经创建了自己的安全通信渠道，即所谓的「经典渠道」。

简而言之，量子技能不须要「经典渠道」中必需的密码或生物特色数据的额外传输。
这肃清了被拦截或信息泄露的风险，从而创建了险些不间断的加密。

NTU 研究职员开拓的量子通信芯片将具有本钱效益，由于它利用诸如硅之类的标准工业材料，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靠近量子打算和通信。
这将有助于引发下一代通信设备的创建，并增强数字做事，例如银行的在线金融门户网站和数字政府做事。
」NTU 团队现在正在寻求开拓传统光通信系统和量子通信系统的稠浊网络。
这将改进量子技能的兼容性，该量子技能可用于更广泛的运用程序，例如互联网连接。

海内量子通信芯片现状

我国在量子科学方面起步虽不是最早，但却发展很快。
随着「量子卫星」「京沪干线」等重大项目的培植，我国量子通信技能已跻身环球领先地位。

量子通信有两种办法，一种是利用量子的不可克隆以及丈量的随机特点天生量子密钥，另一种是利用量子隐形传态传送量子比特。
目前广泛采取的是第一种办法，利用量子的不可克隆性，对传统信息进行加密。

近年来，我国在量子通信技能领域不断打破新记录。

2018 年，清华大学的研究团队首次实现了 25 个量子接口之间的量子纠缠，冲破了先前加州理工学院研究组 4 个量子接口之间纠缠的记录。

中国科技大学的研究团队在国际上首次实现 18 个光量子比特的纠缠，刷新了所有物理体系中最大纠缠态制备的天下记录。

中国和奥地利之间首次实现间隔达 7600 公里的洲际量子密钥分发，并利用共享密钥实现加密数据传输和视频通信。
标志着「墨子号」已具备实现洲际量子保密通信的能力，为未来构建环球化量子通信网络奠定了坚实根本。

2018 年 5 月，上海交通大学金贤敏研究团队最新研究成果——天下最大规模的三维集成光量子芯片，并演示了首个真正空间二维的随机行走量子打算。
金贤敏长期致力于以光量子集成芯片为核心，以量子打算、量子通信和量子存储的芯片化集成的研究和研发。

芯片中的二十组光子阵列里，每组都包含了 2401 根波导

2018 年 7 月，中国科学家一举把量子密集编码的信道容量记录提升到了 2.09，超过了两维纠缠能达到的理论极限，创造了当前国际最高水平。

20 比特量子芯片

2019 年 8 月 10 号，中国学者开拓出具有20 个超导量子比特的量子芯片，并成功操控实在现全局纠缠，刷新了固态量子器件中天生纠缠态的量子比特数目的天下记录。