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研究人员使用“量子数据锁定”创建世界上第一台量子谜机

2019-09-05 04:16:01 来源:工人日报

  

研究人员使用“量子数据锁定”创建世界上第一台量子谜机

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由麻省理工学院罗彻斯特大学和国家标准与技术研究所的研究人员开发的量子谜机。 照片:Daniel Lum /罗彻斯特大学

2013年,麻省理工学院量子信息教授塞思劳埃德提出了创建“量子之谜机器”的想法 - 这个机器将以第二次世界大战时期的密码机器为模型,但会使用量子态光子编码和加密消息。

现在,由罗彻斯特大学研究生丹尼尔·卢姆和大学物理学教授约翰·豪威尔领导的研究小组通过实际证明一条牢不可破的加密信息能够实现这一愿景迈出了一步。使用比消息短得多的密钥发送。

发表在物理评论A期刊上的一项描述的这个实验违反了迄今为止被认为是密码学的基本规则 - 用于加密消息的随机生成的密钥至少需要与消息本身一样长。 。 它是通过研究人员称之为“量子数据锁定”的技术实现的。

由研究人员开发的量子谜机由三部分组成 - 一个产生光子的机器,一个改变单个光子的振幅和倾斜的空间光调制器(SLM),并且还扰乱其波前,以及一个8×8光子探测纳米线阵列。

一旦消息以这种方式加密并传输,只有那些有权访问先前商定的密钥的人才能解密该消息。

并且,即使某人确实设法拦截了该消息,尝试解读它的行为也会导致其被破坏。 这是因为亚原子粒子的独特性质,其中测量其状态实际上改变了它。

“随着修改光子的形状,Lum和团队利用了不确定性原理,该原理指出我们对粒子的一个属性了解得越多,我们对另一个属性的了解就越少。 正因为如此,研究人员能够使用一位加密密钥安全地锁定六位经典信息 - 一项称为数据锁定的操作,“研究人员在一份 。

此外,实验中的每个光子用六位信息加密,其中2.3位用于编码密钥。 结果,通过使用63个光子流,他们成功地仅使用145位来加密整个信息包。

“虽然我们的设备不是100%安全,但由于光子损失,它确实表明信息加密中的数据锁定远不止理论,”Lum说。 “无论如何,该领域仍处于起步阶段,需要进行大量研究。”


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(责任编辑:单于积)
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