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2023-03-29 10:44 |
我國科學(xué)家實現(xiàn)百兆比特率量子密鑰分發(fā)
在應(yīng)用方面，提高量子密鑰分發(fā)的密鑰速率(SKR)是最緊迫的任務(wù)之一，因為它可以實現(xiàn)更頻繁的密鑰交換，為更多的網(wǎng)絡(luò)用戶或高數(shù)據(jù)率的應(yīng)用提供服務(wù)，幫助實現(xiàn)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施保護(hù)、醫(yī)療數(shù)據(jù)共享和分布式存儲加密等。在理論方面，為了實現(xiàn)可接受的積累時間，科學(xué)家已經(jīng)對嚴(yán)格的有限密鑰分析進(jìn)行了充分研究。 GjyTM
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近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士、徐飛虎教授等與上海微系統(tǒng)所、濟(jì)南量子技術(shù)研究院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等單位的科研人員合作，通過發(fā)展高保真度集成光子學(xué)量子態(tài)調(diào)控、高計數(shù)率超導(dǎo)單光子探測等關(guān)鍵技術(shù)，首次在國際上實現(xiàn)百兆比特率的實時量子密鑰分發(fā)，實驗結(jié)果將此前的成碼率紀(jì)錄提升了一個數(shù)量級。3月14日，這一成果論文在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然·光子學(xué)》上。 !*PX -
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超高速率量子密鑰分發(fā)是關(guān)鍵 <jqL4! <
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通俗地說，量子密鑰分發(fā)可以理解為在網(wǎng)絡(luò)中額外加入一個環(huán)節(jié)，雙方通過密碼驗證，確保安全后，再進(jìn)行信息傳輸�；诹孔恿W(xué)基本原理，量子密鑰分發(fā)(QKD)可以在原理上實現(xiàn)無條件安全的保密通信。 ?d_vD@+\
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量子密鑰分發(fā)允許遠(yuǎn)程方提取信息論安全的密鑰，這已經(jīng)引起了科學(xué)界長達(dá)數(shù)十年的關(guān)注。量子密鑰分發(fā)不僅提供了量子安全的密碼解決方案，而且還為了解奇妙的量子世界提供了深刻見解。在應(yīng)用方面，提高量子密鑰分發(fā)的密鑰速率(SKR)是最緊迫的任務(wù)之一，因為它可以實現(xiàn)更頻繁的密鑰交換，為更多的網(wǎng)絡(luò)用戶或高數(shù)據(jù)率的應(yīng)用提供服務(wù)，幫助實現(xiàn)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施保護(hù)、醫(yī)療數(shù)據(jù)共享和分布式存儲加密等。在理論方面，為了實現(xiàn)可接受的積累時間，科學(xué)家已經(jīng)對嚴(yán)格的有限密鑰分析進(jìn)行了充分研究。 2/ejU,S
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但到目前為止，SKR仍然限制在每秒幾兆比特左右。 <`Qb b=*
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提高成碼率對量子密鑰分發(fā)的實用化起著至關(guān)重要的作用。高碼率可為更多用戶提供服務(wù)，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)共享、分布式存儲加密等高帶寬需求的應(yīng)用。此前國際上最高的實時成碼率是10兆比特/秒。 WF-^pfRq~
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突破技術(shù)瓶頸實現(xiàn)更高密鑰率 pV*d"~T
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“為了實現(xiàn)更高的密鑰率，需要解決系統(tǒng)發(fā)送端、接收端和后處理等多重技術(shù)瓶頸�！毖芯咳藛T介紹，首先，在發(fā)送端，高碼率QKD需要高保真度的量子態(tài)調(diào)制，然而現(xiàn)有QKD系統(tǒng)在高速調(diào)制下會產(chǎn)生較高誤碼率；其次，在接收端，同時具有高效率和高計數(shù)率能力的單光子探測器不可或缺，超導(dǎo)納米線單光子探測器(SNSPD)具有高效率和低噪聲的優(yōu)點，但其計數(shù)率通常受到較長恢復(fù)時間的限制。 MbeK{8~E%l
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