日本新技術讓量子加密通信成本降至1/10(圖)


東京大學的小蘆雅鬥教授等人發現了在通信中利用光的波的性質、使用廉價的通用產品進行檢測也能驗證安全性的方法,預計可以把量子加密通信設備的開發成本降至約十分之一。預計將與NEC展開合作,力爭2025年之前投入使用。

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量子加密通信是利用量子力學的原理生成用於加密和破解保密信息的秘鑰。把秘鑰等信息放在光子上。任何人試圖偷看,光都會產生混亂,留下被窺視的痕跡。非法破解量子加密信息被認為是不可能的。

光具備波粒二象性(具備直線傳播及反射的粒子的性質,以及繞到障礙物等之後的波的性質)。目前已經實際開始應用的量子加密通信主要利用了光的粒子性質。要在監視是否被偷看的同時打造破解密碼的秘鑰,需要在接收端準確檢測一個個光子。在需要較高靈敏度的同時,還需要冷卻設備,有時1台檢測器就需要100多萬日元。而如果利用光的波的性質,能在檢測時對接收的光進行增幅,沒必要區分一個個光子。這種方式可以使用與普通的光通信相同的檢測器,成本只需數万日元左右。但是,該方法此前只在原理上可行,並未被證明安全性。

量子加密通信僅在被偷看時會產生錯誤,利用光的粒子性質能計算出錯誤的比率。東京大學的小蘆雅鬥教授等人發現,用特殊函數處理光波振動時獲得的數值,同樣也能計算出這種錯誤的比率。也就是說,發現了利用光的波性質也能準確發現偷看痕蹟的手法,從而降低了量子加密通信的整體設備的成本。