新加坡開發(fā)出最新量子通信芯片 僅為現(xiàn)有裝置的千分之一

編者按：量子計算是最近國際上的熱門話題。谷歌宣布，其開創(chuàng)性的超導(dǎo)量子芯片“西克莫”只用了200秒就完成了世界上最強大計算機需要1萬年才完成的任務(wù)，他們的發(fā)現(xiàn)首次證明，量子計算機在某些特定任務(wù)上超越傳統(tǒng)計算機。新加坡研究人員在最新一期《自然·光子學(xué)》雜志上撰文稱，他們開發(fā)出一種量子通信芯片，盡管其“塊頭”僅為現(xiàn)有裝置的千分之一，但能提供同樣出眾的量子安全技術(shù)，可用于智能手機、平板電腦和智能手表等緊湊型設(shè)備內(nèi)，提升其通信安全性。

圖：谷歌Sycamore量子芯片

據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，由南洋理工大學(xué)劉愛群（音譯）教授領(lǐng)導(dǎo)的團隊最新開發(fā)的微型芯片大小約3毫米，使用量子通信算法提供增強的安全性——將密碼集成在被傳遞信息中形成安全的量子密鑰，信息收到后，會與密鑰一起銷毀，從而使其成為一種極其安全的通信形式。

研究人員表示，最新量子芯片需要的空間僅為目前量子通信設(shè)備的千分之一，這為更安全的通信技術(shù)打開了大門，可安裝在智能手機、平板電腦和智能手表等緊湊型設(shè)備內(nèi)。此外，它還為用于在線交易和電子通信的更好的加密方法奠定了基礎(chǔ)。

隨著互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的激增，諸如WhatsApp、Facebook、Snapchat等電子郵件和消息傳遞平臺已經(jīng)創(chuàng)建了自己的安全通信渠道——所謂的“經(jīng)典通道”。相比之下，攜帶信息的量子信道具有集成到加密數(shù)據(jù)中的安全協(xié)議。每個通道彼此不同，從而減少甚至消除了在傳輸過程中信息被攔截或泄漏的風(fēng)險。

研究人員稱，量子技術(shù)不需要“經(jīng)典信道”中必需的密碼或生物特征數(shù)據(jù)的額外傳輸，這消除了攔截或信息泄漏的風(fēng)險，從而創(chuàng)建出幾乎不可破壞的加密。

此外，新量子通信芯片將具有成本效益，因為它使用標準的工業(yè)材料硅等制成，易于制造。

劉愛群說：“量子技術(shù)是安全通信的未來，這項研究使我們距離量子計算和通信更近，有助于開發(fā)下一代通信設(shè)備，并提高諸如銀行在線金融門戶等數(shù)字服務(wù)?！?/p>

該團隊目前正致力于開發(fā)傳統(tǒng)光通信系統(tǒng)和量子通信系統(tǒng)的混合網(wǎng)絡(luò)，這將改善量子技術(shù)的兼容性，使其可用于更廣泛的應(yīng)用程序，如互聯(lián)網(wǎng)連接等。

2019年10月23日，谷歌在持續(xù)重金投入量子計算13年后，成功摘取量子計算領(lǐng)域的一個重要里程碑：實驗證明“量子優(yōu)越性”，在特定任務(wù)上，量子計算機可以大大超越經(jīng)典計算機的計算能力了。中國科技大學(xué)潘建偉教授認為，應(yīng)該指出的是，谷歌的階段性實驗絕不是終點，而是一個起點。今年9月份在合肥舉辦的新興量子技術(shù)國際大會的白皮書指出，量子計算研究可以沿如下路線開展：“第一個階段是實現(xiàn)量子優(yōu)越性，即針對特定問題的計算能力超越經(jīng)典超級計算機，這一階段性目標將在近期實現(xiàn)；第二個階段是實現(xiàn)具有應(yīng)用價值的專用量子模擬系統(tǒng)；第三個階段是實現(xiàn)可編程的通用量子計算機，還需要全世界學(xué)術(shù)界的長期艱苦努力。

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