英國電信建成幾乎“不可破解”的量子安全網路

日前,英國最大的網際網路供應商宣稱已經建成了一條長達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資料相同的連線上攜帶加密金鑰.如果這些光子遭到惡意劫持,就會立即通知系統金鑰已經損壞,竊取者干擾這些金鑰也會使它們有所改變,然後它們就不能被攔截者使用,並且資料流量會立即變為亂碼.

量子安全高速光纖鏈路

即將離任的英國電信公司執行長Gavin Patterson在6月在倫敦召開的"物聯網世界歐洲論壇"中表示,"英國電信公司及其合作伙伴的光纖鏈路是世界第一個真實安全的量子高速網路,它實際上是"不可攻擊的".英國電信公司在新聞釋出會上稱,這條光纖鏈路在劍橋大學工程系和英國薩福克郡的BT實驗室之間執行,其裝置來自ID Quantique和ADVA光纖網路.

專家說,糾纏金鑰(例如量子金鑰分發中使用的加密金鑰)是不可破壞的.這是因為金鑰中使用的亞原子粒子是緊密地交織在一起,以至於它們在物理上處於連結的任何地方都會相互影響.加密金鑰會發生變化時,網路管理員可以隨時檢視資料是否被弄亂或被刪除.因此,任何中斷都會非常快速地顯現出來並因此被標記.其額外的好處是無法使用更改的金鑰.英國電信公司開始向終端使用者展示其安全性.

英國電信公司並不是第一家採用量子金鑰分發(QKD)連結的公司.2017年5月,中國山東省濟南市開通了一個商用量子通訊專網,西班牙也有一個類似的專案.

英國劍橋大學是英國電信公司的量子網路終端站點,也是量子通訊中心(這是由8家英國大學和私營企業組成的聯盟以及與英國電信合作的團隊)建立了三個站點的量子金鑰分發(QKD)連線的樞紐.這個聯盟於6月表示,其量子通訊網路能夠在多個100千兆位通道中傳送超級安全資料,並以每秒2到3兆位元的速度生成光子金鑰.英國電信公司表示其連結以每秒500千兆位的速度傳送資料.

使用光子來保護網路

量子金鑰分發工作中使用的光子可能最終會保護未來的網路,並最終成為未來量子計算的一個關鍵因素.

馬里蘭大學在一篇新聞文章中解釋說,這是光子攜帶量子計算的突破,因此它們可以移動量子位元(量子資訊載體),因為它們可以傳播並與晶片一起工作.

馬里蘭大學研究人員表示已經發明瞭第一個半導體晶片的單光子電晶體,換句話說就是光子電晶體.傳統的電晶體是用於各種計算形式的路由開關.而單光子電晶體生成一個基於光子的開關,其中開關相互作用,可以實現某些計算問題的指數加速.而光子本身不會相互產生作用.

"單光子電晶體十分微小,100萬個電晶體的體積相當於一粒鹽,並且速度快,能夠每秒處理100億個光子量子位元."馬里蘭大學研究人員說.

"量子通訊技術在保護資料和通訊方面開始發揮重要作用,在當今易受攻擊的時代,量子計算機的表現要比現有加密技術要好得多."與英國電信專案相關的IDQ公司負責人GrégoireRibordy博士表示.