| cyqdesign |
2018-07-18 16:44 |
更快的单光子可以实现完全的数据安全
谢菲尔德大学的研究人员已经解决了量子物理学中的一个关键难题，这将有助于使数据传输完全安全。 RUO,tB|(_;
l4r09"S|V
该研究团队已经开发出一种产生非常快速的单光子光脉冲的方法。每个光子或光的粒子代表二进制代码的1比特——计算机的基本语言。这些光子不能在不干扰它们的情况下，拦截这些光子，以便警告发送者有什么地方出错了。 eCk}B$ 2
`+]4C +w
安全数据已经被加密了，但如果“窃听者”能够拦截包含代码细节的信号，那么理论上他们可以访问和解码其余的信息。 H$1R\rE`
Zr oj-3-X~
单光子脉冲提供了完全的安全性，因为任何窃听都会被立即检测到，但是科学家们一直在努力快速地生成单光子脉冲，以足够的速度传输大量数据。 L6 hTz'
e:!&y\'"9
在一项发表于Nature Nanotechnology（“High Purcell factor generation of coherent on-chip single photons”）上的新研究中，谢菲尔德研究小组采用了一种称为Purcell效应的现象，来非常迅速地产生光子。将称为量子点的纳米晶体放置在较大晶体内的空腔内 - 半导体芯片。然后用激光轰击量子点，使其吸收能量。然后，这种能量以光子的形式发射。 F S1<f:
#Q$9Eq8"[
将纳米晶体放置在非常小的空腔内，使激光在空腔内壁反弹。这加速了Purcell效应产生光子。一个问题是携带数据信息的光子很容易与激光混淆。谢菲尔德的研究人员通过将光子从空腔和芯片内输送出去来克服这一问题，从而将两种不同类型的脉冲分开。 7M^!t X
i n#g
通过这种方式，该研究团队成功地使光子发射速率比不使用Purcell效应的速度快50倍。虽然这不是迄今为止最快的光子光脉冲，但它具有至关重要的优势，因为所产生的光子都是相同的 - 这是许多量子计算应用的基本品质。 =wI ,H@
}1d
6d3b
谢菲尔德大学光学物理学教授Mark Fox解释说：“利用光子传输数据使我们能够运用物理学的基本定律来保证安全。在不改变其属性的情况下，以任何方式都不可能测量或“读取”粒子。因此，干扰它会破坏数据并发出警报。” '>2xP<ct!&
ic?6 p
他补充道：“我们的方法也解决了一个困扰科学家大约20年的问题 - 如何利用这种Purcell效应来有效地加速光子生成。 rf]]I#C7
,}`II|.oB
“这项技术可用于安全的光纤通信系统，尽管最初在安全最重要的环境中最为有用，包括政府和国家安全总部。” 8BLtTpu
9:YiLoz?
原文链接：https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=50689.php（实验帮译）
|
|
