技术前沿

外媒:研究人员试图改善光纤网络上的量子密钥分配

2019-04-23 蓝西资讯

据资料显示,在城市下面是复杂的光纤网络,它将以光脉冲编码的数据传输到办公室和家庭。据外媒报道称,新加坡国立大学(NUS)和亚洲通信技术集团Singtel的研究人员j近日已经展示了一种技术,可以帮助成对的轻粒子顺利地在这些网络中导航,从而增强网络安全性。

量子

这种方法支持一种称为量子密钥分发(QKD)的技术的部署。它通过光纤网络传输,使用光粒子(称为光子)发送的信号。对单个光子的检测为安全通信创建加密密钥。用这些密钥加密的数据能够抵抗所有计算攻击。

QKD实验是在距离Singtel光纤网络10公里的范围内进行的,并使用了由纠缠的量子特性连接起来的成对光子。大多数QKD方案都要求秘密消息的发送者和接收者直接交换光子或信任密钥的来源。使用这种替代方法,可以检查由第三方供应商提供的密钥的安全性。

供应商创建了一对光子,然后将它们分开,分别发送给想要安全通信的双方。纠缠意味着当双方测量他们的光子时,他们会得到匹配的结果,要么是0,要么是1。对许多光子这样做会使每一方都有相同的0和1模式,给它们一把钥匙来锁定和解锁信息。

通常,每个光子都会遇到不同的拼接光纤段和接线盒的障碍过程。在它们的路径上,光子也会受到分散,在那里它们会有效地散开。这会影响操作员跟踪光子的能力。

这种方法使纠缠光子在网络中通过不同路径时保持同步。这一点很重要,因为它们是通过它们到达检测器的时间间隔来识别的。研究小组的研究员詹姆斯·格里夫博士表示称,“正时信息使我们能够将成对的检测事件链接在一起。保持这种相关性将有助于我们更快地创建加密密钥。”

这项技术的工作原理是:仔细设计光子源,在光纤已知特性“零色散波长”的任一侧,制造出一对颜色各异的光粒子。通常情况下,在光纤中,蓝光比红光来得快,从而传播光子的到达时间。围绕零色散点工作可以使光子的时间-能量纠缠速度相匹配。然后保留时间。

美国国立大学量子技术中心(CQT)的首席研究员、副教授Alexander Ling评论道,“在这些结果之前,还不知道部署光纤的多段特性是否能够实现高精度的色散消除,因为这些段通常没有相同的零色散波长。”

据该团队称,这项工作使得商用光纤上的QKD更可能成为现实。他们补充说,纠缠光子可能有其他的应用,例如,每对光子都是在飞秒范围内产生的。它们协调的到达时间可能会使时间关键型业务(如金融交易)的时钟同步。