研究人员开发安全的多用户量子通信网络

凭借创建多用户量子通信网络的国际科学家团队,世界上越来越越一步,越来越安全地拥有完全安全的互联网和越来越多的网络攻击威胁的威胁。

多用户量子通信

由布里斯托尔大学领导的发明有可能为数百万用户提供服务,据了解为其种类的最大量子网络,可以用来保护人们的在线通信,特别是在这些互联网领导的时间加速这 新冠肺炎 pandemic.

通过部署一种新技术,利用简单的物理定律,它可以使信息完全安全地免受拦截,同时还克服了此前有限的挑战,这些挑战在这种少量使用但多次高估的技术上有限。

领导作者斯迪达特·乔什博士,在大学的量子工程技术(QT)实验室领导了该项目,说:“这代表了大规模的突破,使量子互联网变得更加现实的主张。到目前为止,建立量子网络已经提高了巨额成本,时间和资源,以及往往会损害其全部目的的安全性。“

“我们的解决方案是可扩展的,相对便宜,最重要的,绝不可不当。这意味着它是一个令人兴奋的游戏更换器,并为这项技术的更快开发和广泛的推出铺平了道路。“

保护未来的互联网

目前的互联网依赖于复杂的代码来保护信息,但黑客越来越擅长推出世界各地的网络攻击的系统,这导致每年陷入万亿磅的主要隐私违规和欺诈。由于这些成本预计急剧上升,寻找替代方案的案例甚至更加引人注目,量子已经被称为对标准加密技术的革命性的替代品。

到目前为止,物理学家已经开发了一种形式的安全加密,称为量子密钥分布,其中传输了称为光子的光粒子。该过程允许两方分享,没有拦截风险,用于加密和解密信息的秘密密钥。但到目前为止,这项技术只在两个用户之间有效。

“直到现在努力扩展网络涉及广泛的基础设施和一个需要为每个附加用户创建另一发射机和接收器的系统。以这种方式分享消息,称为可信节点,这不够好,因为它使用了如此多的额外硬件,这可能会泄漏,并且不再完全安全,“Joshi博士说。

多用户量子通信网络如何运行

该团队的量子技术适用于一个看似神奇的原则,称为纠缠,艾伯特爱因斯坦被描述为“一段距离的幽灵动作。”它利用置于单独的位置的两个不同粒子的力量,潜在地分开数千英里,同时互相模仿。该过程对量子计算机,传感器和信息处理提供了更大的机会。

“而不是必须复制整个通信系统,这种最新方法称为多路复用,分割由单个系统发出的光粒子,因此可以有效地通过多个用户接收,”Joshi博士说。

该团队为八个用户创建了一个网络,只使用了八个接收器盒,而前者方法需要用户数量乘以多次 - 在这种情况下,相当于56个框。随着用户号码的增长,物流越来越不可行 - 例如100用户将采用9,900个接收器盒。

为了横跨距离展示其功能,接收器盒通过布里斯托尔的不同位置连接到光纤,并且使用该城市的现有光纤网络测试通过量子通信传输消息的能力。

“除了完全安全的情况下,这种新技术的美是其精简敏捷性,这需要最小的硬件,因为它与现有技术集成,”Joshi博士说。

该团队的独特系统还具有流量管理,提供更好的网络控制,允许某些用户以更快的连接优先考虑。

挽救时间和金钱

而以前的量子系统已经花费了数百万甚至数十亿磅的成本, 这个网络 在几个月内创造了不到300,000英镑。由于网络扩展,但在以前的100位用户在以前的100用户可能在50亿英镑的价格上成本,但Joshi博士认为复用技术可能会削减到450万英镑约为450万英镑。

近年来,量子密码成功用于保护中国银行中心之间的交易,并在瑞士选举中获得投票。然而,其更广泛的应用被纯粹的资源规模和所涉及的成本所载。

“随着这些规模经济,展望 量子互联网 对于普遍使用,远远较少。我们已经证明了这一概念,并通过进一步炼制我们的复用方法来优化和共享网络中的资源,我们可以看出不仅仅是数百或数千人,而且可能是数百万用户在不太遥远的未来,“”博士说。

“Covid-19大流行的后果不仅表现出互联网的重要性和潜力,以及我们对其的依赖性的重要性和潜力,而且是如何绝对的安全性是至关重要的。多路复用纠缠可以抓住重要的关键来使这个安全成为一个需要的现实。“

与布里斯托大学合作机构是利兹大学,克罗地亚的鲁德博尔库维奇研究所(RBI)在奥地利萨格勒布,奥地利的量子光学和量子信息(IQOQI),维也纳和中国国防科技大学(纽斯特)在长沙。

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