英國電信建成量子安全網絡

馬光

日前，英國最大的互聯網供應商宣稱已經建成了一條長達75英里的量子安全高速光纖鏈路。

量子安全高速光纖鏈路的原理是：光纖鏈路上的光子在與數據相同的連接上攜帶加密密鑰。如果這些光子遭到惡意劫持，就會立即通知系統密鑰已經損壞，竊取者干擾這些密鑰也會使它們有所改變，然后它們就不能被攔截者使用，并且數據流量會立即變為亂碼。

量子安全高速光纖鏈路

即將離任的英國電信公司首席執行官Gavin Patterson在2018年6月在倫敦召開的“物聯網世界歐洲論壇”中表示，英國電信公司及其合作伙伴的光纖鏈路是世界第一個真實安全的量子高速網絡，它實際上是“不可攻擊的”。英國電信公司在新聞發布會上稱，這條光纖鏈路在劍橋大學工程系和英國薩?？丝さ腂T實驗室之間運行，其設備來自ID Quantique和ADVA光纖網絡。

專家說，糾纏密鑰（例如量子密鑰分發中使用的加密密鑰）是不可破壞的。這是因為密鑰中使用的亞原子粒子是緊密地交織在一起的，以至于它們在物理上處于鏈接的任何地方都會相互影響。加密密鑰會發生變化時，網絡管理員可以隨時查看數據是否被弄亂或被刪除。因此，任何中斷都會非常快速地顯現出來并因此被標記。其額外的好處是無法使用更改的密鑰，英國電信公司開始向最終用戶展示其安全性。

英國電信公司并不是第一家采用量子密鑰分發鏈接的公司。2017年5月，中國山東省濟南市開通了一個商用量子通信專網，西班牙也有一個類似的項目。

英國劍橋大學是英國電信公司的量子網絡終端站點，也是量子通信中心（這是由8家英國大學和私營企業組成的聯盟以及與英國電信合作的團隊）建立了三個站點的量子密鑰分發連接的樞紐。這個聯盟于6月表示，其量子通信網絡能夠在多個100千兆位通道中發送超級安全數據，并以每秒2～3兆比特的速度生成光子密鑰。英國電信公司表示其鏈接以每秒500千兆位的速度發送數據。

使用光子來保護網絡

量子密鑰分發工作中使用的光子可能最終會保護未來的網絡，并最終成為未來量子計算的一個關鍵因素。

馬里蘭大學在一篇文章中解釋說，這是光子攜帶量子計算的突破，它們可以移動量子比特（量子信息載體），因為它們可以傳播并與芯片一起工作。

馬里蘭大學研究人員表示已經發明了第一個半導體芯片的單光子晶體管，換句話說就是光子晶體管。傳統的晶體管是用于各種計算形式的路由開關。而單光子晶體管生成一個基于光子的開關，其中開關相互作用，可以實現某些計算問題的指數加速，而光子本身不會相互產生作用。

“單光子晶體管十分微小，100萬個晶體管的體積相當于一粒鹽，并且速度快，能夠每秒處理100億個光子量子比特。”馬里蘭大學研究人員說。

“量子通信技術在保護數據和通信方面開始發揮重要作用，在當今易受攻擊的時代，量子計算機的表現要比現有加密技術要好得多?！迸c英國電信項目相關的IDQ公司負責人GrégoireRibordy博士表示。