利用量子密码

物理家为使用量子密码远程通信创造了一个先决条件,没有拦截风险

原创物理实验室异国研究可很快改变敏感数据全球通信:量子密码学过去两年左右对这一技术的兴趣快速增长由Christoph Marquert和Gerdleuchs领导的马克斯普朗克光科学学院最近在这一领域开展的工作将进一步提高电信公司、银行和政府机构的兴趣。这是因为物理学家与Tesat-Spacecom公司和德国航空航天中心协作,现已为使用量子密码远程通信设定了一个先决条件,同时不冒拦截风险。测量量子状态光信号 从地球以外38,000千米(236.00千米)地球通信卫星传输物理家因此确信,短短几年内可建立基于成熟卫星技术的全球防拦截通信网。

银行、国家机构或卫生部门敏感数据不得落入未经授权者之手现代加密技术虽然远超先进,但如果花大力气,在许多情况下可破解这些技术传统加密方法对未来量子计算机几乎不构成挑战科学家过去常认为实现计算机还远未实现,但近代取得长足进展后,物理学家们的希望已经提高。量子计算机还可以破解今天存储的数据 as Christoph Marqordt, macsPlanck光科学学院研究组组长正因如此,我们正在控制量子密码 开发安全数据传输法

量子机械保护密钥不受间谍攻击

量子密码交换密钥 可用于加密消息与固定公钥加密法不同,只要密钥不归错手,该方法无法破解为了避免发生这种情况,双方以激光脉冲量子状态形式互发密钥量子力学定律保护密钥不受监听, 因为窃听尝试将不可避免地留下信号的痕迹, 发送器和接收器会立即检测这是因为读量子信息等同光脉冲测量,难免改变光量状态

实验室内和短距离量子键分布通过光通信技术使用光纤已经相当有效长距离内,弱敏感量信号需要刷新,这很难实现,原因类似于确定激光脉冲不可忽略的事实Christoph Marquart及其同事依赖量子状态通过大气传输,地球和卫星间传递精确性,以建立受量子密码保护的全球通信网络

AlphasatI-XL测量量级光

研究者在其当前出版物中显示,这在很大程度上可以基于现有技术使用卡那利岛泰涅菲测量设备检测激光脉冲量性, AlphasatI-XL通信卫星向地球传输卫星环地球对地轨道并因此似乎静止在天空中卫星于2013年发射,携带属于该卫星的激光通信设备欧洲空间局ESA.Tesat-Spacecom公司总部设在斯图加特附近的回南公司与德国航空航天中心协作开发技术,作为欧洲哥白尼地球观测项目的一部分,该项目由德意志联邦经济事务和能源部供资。

AlphasatI-XL从不用于量子通信,“然而,我们在某些阶段发现卫星数据传输工作原理与实验室实验原理相同”,Marquordt解释道,“通过调和光波的振荡相位量和相位量来计算。”振荡度量光波强度和双波相移量分相助

激光束宽800公尺(2 600公尺)

传统数据传输调和放大等特别大这使得更容易读取接收器并保证清晰信号Marqurdt和他的同事正努力实现完全相反的目标:为了通过激光脉冲下至量级,他们必须大大降低振幅

信号本已极弱,随着向地球传输而大大削弱最大损耗因激光波束扩展而发生38,000公里后,直径为800米,而接收站镜面直径仅为27厘米(11英寸)。未经邀请监听者可以用来窃听通信的进一步接收镜可以很容易地搭建成波束,波束广度达此程度量子加密程序也考虑到这一点简单图片中它利用事实光子量子通信信号使用-只能完全测量一次:要么用合法接收者测量器,要么用监听器监听间谍直径内记录光子的精确位置仍然任由偶然

2016年初实验成功,尽管信号大大削弱,因为科学家发现地面接收信号的特性接近量子噪声极限激光光线噪声指物理家描述检测到光子变异其中一些异常性是由于传输接收设备不足或大气乱流造成的,因此原则上可以避免。量子物理定律 — — 更精确地说不确定性原理 — — 产生其他变异,根据该定法光的振荡和相位无法同时指向任意级精度.

量子密码技术可用成熟卫星技术

由于Tesat系统辅助传输已使光脉冲量性可测量,该技术可用作开发卫星量子密码的基础Marquardt解释道 卫星不是设计量子通信

Erlangen物理家想开发一颗新卫星专为量子密码技术需求定制因为它们大都依赖测试技术,开发时间应比全新开发少得多其主要任务是开发为量子通信设计板计算机,并实现量子机械随机数生成器防空性,提供密码密钥

量子密码学从异国物理场开始 接近实用应用赛跑首机安全系统全速推送诸如日本、加拿大、美国和中国等国家正为这项研究注入大量资金。Marquardt解释道,“我们研究条件完全变换”。一开始,我们试图捕捉业界对这种方法的胃口,今天他们来找我们时没有提示和请求实用解决办法。 这可能在未来五到十年中成为现实。

参考文献:Kevin Günthner、Imran Khan、Dominique Elser、BirgitStiller、Ömer BayraktarMüller、Karen Saucke、Daniel Trördle、Frank Heine、Stefan Seel、Peter Greulich、HerwigZech、Björn Gutlish、Sbine Philipp-May、Christoph Marquart和Gerd Leuchs,2017年6月15日光学.
DOI: 10.1364/OPTICA4.000611
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