日前,世界领先的量子密钥分配(Quantum Key Distribution,QKD)研究中心东芝剑桥研究实验室(CRL)取得了一项重要的技术突破:他们宣布能以1Mbps的速度更新加密密钥,这意味着非常有前途的安全技术量子密钥分配(Quantum Key Distribution,QKD)已经向商业化迈出了重要的一步。
这主要归功于CRL的研究人员找到一个方法,使硬件能更好地过滤限制该技术的“电子雪崩”(electron avalanches)。
这项技术突破具有重要的意义,它表明安全QKD技术将有可能应用于多节点光纤网络。而到目前为止,较低的安全密钥分配速度??在20公里的距离里速度通常低至10Kbps,使该技术仅限于点对点链路应用。
该研究室花了多年的时间研究QKD,创造了多个QKD“速度”纪录。
量子加密技术利用量子物理学的核心原理,保证不仅对数据流本身(使用传统的数学算法和传输方式),也对所使用的密钥进行加密。组成密钥的字节以光子模式加密,如果在传输中遇到任何方式的拦截,将会破坏通讯,表明已经受到攻击。
最关键的问题是,每个用来沟通密钥触发器的光子都是一个“雪崩”的电子,其中一些会成为导致密钥错误的电子噪音。研究人员可以通过关闭设备来对付这个问题,或者将时钟速度限制到10MHz,但这两种方式都限制了吞吐量。
以Andrew Shields博士为首的CRL团队已开发出一种方法,即利用来自没有传播噪音的弱得多的电子场的可用信号,使时钟速度加速超过1GHz。从而使得20公里光纤链路上比特率能超过9Mbps,或在全安全模式下超过1Mbps。虽然能通过的节点数仍然很低,只有四个,但这还是向前迈出了一步。
Shields表示,他们正在计划开发一个用于量子网络的全功能的高比特率QKD系统原型。他相信,在3到5年里,可以开发一个机架式设备,再结合多节点的能力,这将预示着QKD技术将能被真正地出售给客户。由于成本和管理的复杂性,他预测,QKD技术最有可能首先应用于网络运营商。
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