第一條量子通訊鏈路 「人造原子」 成量子加密突破口

國外研究團隊，在下薩克森州建立了第一條量子通訊鏈路「人造原子」，有望徹底改變網路安全、資料加密與通訊安全的方式，幫助人們免受網路威脅。

編譯／高晟鈞

由漢諾威萊布尼茨大（LUH）、布倫瑞克聯邦物理技術學院（PTB）和斯圖加特大學的研究團隊，在下薩克森州建立了第一條量子通訊鏈路，有望徹底改變網路安全、資料加密與通訊安全的方式，幫助人們免受網路威脅。

傳統的加密方法

傳統的加密方式依賴複雜的數學演算法，並受到電腦計算能力的限制。現在隨著量子電腦的興起，其強大的演算能力使得傳統的加密方式相對脆弱。

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因此，一種名為量子金鑰分發（Quantum key distribution, QKD）正一步步成為更加牢固的加密技術。QKD式利用量子力學特性實現密碼協定的安全通訊，透過將資訊編碼成量子態，使駭客竊聽資訊失敗的機率大幅提升。

量子態具有不確定性與不可複製性、需要被測量才能決定，不同的測量方式會產生不同的結果。因此，如果駭客想要竊聽、複製資訊時，必須先對量子態進行測量，而這會使被傳遞的量子態發生變化且立刻被察覺。如果要得到完整正確的資訊，除了需要使用正確的方式去測量量子態，也需要有古典金鑰來校正因為量子不確定性而產生的錯誤。

然而，儘管經過了多年優化，但由於現有量子光源的限制，建立大型網路始終遙不可及。

第一條量子通訊鏈路

研究團隊透過使用半導體量子點作為單光子源，是一種「人造原子」，擁有類似於原子的為小結構。最終，研究團隊成功在漢諾威和布倫瑞克之間的69公里距離內，通過光纖連接兩地，實現了第一條量子通訊鏈路「下薩克森量子鏈路」。

該設備原理是透過量子點設備發射單光子，控制其偏振並將其發送到布倫瑞克進行測量，而這個過程正是量子金鑰分發的基礎。安全通訊的需求可謂伴隨人類歷史而始終存在，從傳統的數學加密到如今的量子加密，或許不久後便能真正邁向量子互聯網的時代。

資料來源:Innovations

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