“量子物理學(xué)提供了一種信息傳輸絕對安全的可能性,通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)膫€人信用卡細節(jié)或其他個人數(shù)據(jù)能完全將黑客阻擋在外。”項目負責(zé)人吉奧夫·瑞迪說。
在理想世界,任何兩點間長距離安全完美的數(shù)據(jù)傳輸都是很簡單的。他們可以通過分享強烈糾纏態(tài)的量子系統(tǒng)——比如光子——來產(chǎn)生真正隨機和牢不可破的代碼。不幸的是,在真實世界,由于傳輸和檢測損失的存在,雙方并不能在長距離中分享足夠強大的糾纏態(tài)。因為一些通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)墓庾觼G失,為外界客觀上提供了易受攻擊的代碼漏洞。
一個備用解決方案即為量子操控,即通過一方控制量子系統(tǒng)變化讓另一方也能掌控系統(tǒng),這正是新研究的焦點所在。
瑞迪教授說,量子操控作為糾纏態(tài)的較弱形式,在忍受真實世界的較多損失時,通過自相矛盾的運行來保持通信安全。
“海森堡不確定性原理”描述了一種永遠也無法確認微觀粒子的位置和速度的狀態(tài),根據(jù)這一原理推定,即使黑客入侵裝置也無法確定量子狀態(tài),也就是說,這意味著量子狀態(tài)仍然可以被安全地使用。
據(jù)報道,格里菲斯大學(xué)項目組使用了一種測量裝置,該裝置由特殊光量子態(tài)執(zhí)行,能在發(fā)送代碼的每一個步驟運行。
在實驗演示中,測量裝置證明了信息傳輸雙方都能夠從光量子源創(chuàng)建并收到糾纏態(tài)光子。另一個作為“裁判”角色的光子源則被用來準備量子態(tài)。在大多數(shù)光子開始運行之后,“裁判”會使用從雙方得到的測量結(jié)果運行一個數(shù)學(xué)測試。課題組證明了,充當“裁判”的光量子能與測試結(jié)果相匹配,進而在不需要設(shè)定信任協(xié)議的測量設(shè)備中產(chǎn)生較強糾纏態(tài)。
瑞迪教授說:“我們的新技術(shù)不需要通信設(shè)備間建立信任協(xié)議就能做到用量子糾纏態(tài)確保通信安全,并且在標準方法很容易失敗的遠距離工作場景中表現(xiàn)出色。”