5到10倍！新型量子密钥分配系统提速

《科学日报》，华盛顿州，11月25日(记者刘海英)——美国研究人员在当地时间24日出版的《科学进步》杂志在线版上发表了一篇论文，称他们开发了一种新型的量子密钥分配(QKD)系统，该系统能够以每秒兆比特的速度创建和分配加密代码，比目前的方法快5到10倍。即使多个系统同时运行，它仍然可以匹配当前的互联网速度。研究人员表示，这项新技术可能会加速量子加密技术向大规模应用的发展。

密钥加密要求接收和发送数据的双方使用相同或对称的密钥来加密和解密明文。随着计算能力的提高，目前广泛使用的RSA公钥密码系统将越来越容易被破解。然而，量子加密技术被认为是未来保证网络通信安全的有力工具。量子加密技术利用了量子力学的基本原理——测量量子态会改变原来的量子态以保证其安全性，窃笑的存在会导致错误，从而提醒发送方和接收方存在安全漏洞。

目前，量子加密技术仍处于初级发展阶段，密钥传输速率很低，只有几十到几十万比特每秒，这极大地影响了它的实际应用。这一次，来自杜克大学、俄亥俄州立大学和橡树岭国家实验室的研究人员开发了一种新的量子密钥分发技术。尽管像大多数量子密钥分发系统一样，弱激光被用来编码单个光子的信息，但是通过调整光子相位和光子释放时间，可以将更多的信息添加到单个光子中。与特别开发的高速接收器相结合，新系统传输密钥的速度是目前其他系统的5到10倍。

理论上，量子加密技术是完全安全的，任何入侵密钥交换的企图都很容易被接收者发现。然而，在现实中，设备的局限性会导致漏洞的存在，给黑客一个机会。然而，研究人员已经证明，该技术还可以通过使用可能导致漏洞的有缺陷的设备来避免常见的攻击。

研究人员表示，尽管新系统的发射器需要一些特殊的部件，但目前市场上所有的部件都可以买到。光子编码的密钥可以通过现有的光纤传输，发送器和接收器可以方便地集成到现有的网络基础设施中，因此这一新技术具有推动量子加密技术大规模使用的巨大潜力。