量子技術新突破！清大開發速率更快、距離更長量子加密技術

2019-11-26 21:00:00  記者／簡惠茹／台北報導

台灣量子技術新突破！清大團隊今年9月完成台灣首次戶外量子通訊加密，更是全球第一次以高效能單光子源進行加密，亮度是一般光源10倍，加密速率更快、可傳輸距離更長，將能對抗使用量子電腦的量子駭客。

國立清華大學物理學系副教授、前瞻量子科技研究中心成員褚志崧團隊，今年9月成功在清大和交大校園間3.44公里長的光纖網路，完成台灣第一次戶外量子加密通訊測試，團隊使用「光子」在光纖網路內傳遞加密需要的密碼，減少溫度變化和地面震動對量子加密的干擾，今天在科技部發表研究成果。

褚志崧表示，光子是光的最小組成粒子，光子加密比現在使用的加密方式更安全，主要是因為現在的密碼安全性是建立在數學問題複雜程度，一旦有很厲害的電腦就可以破解，可是光子的量子加密原理建立在物理定律的「不可複製定理」，光子狀態無法複製，也就是說光子身上的位元0或1的狀態無法測量，而且還能有無限多個光子排列組合。

團隊採用「相位差」方式編碼，褚志崧說明，使用衰減雷射脈衝方式產生光子後，將每顆光子分成三等份，三個部份因為電場震盪相位不同，因而出現2個相位差，也就是0或180度，各代表位元0或1，再經過不等臂干涉儀分身成兩道光波，最後產生可測量的位元進行加密。

褚志崧指出，由於最後傳遞出來同時有2個位元訊息，但是其中一個會讀不出來，就會干擾竊聽者，無法掌握正確訊息，而發送者只要知道光子出現的時間，就可以得知成功被接收的位元。

褚志崧表示，其中加密方式為美國學者研究出來的「差分移相量子密鑰分發協議」，實驗室自己則發展出高效能單一光子源，光源亮度是一般的10倍，可以達到的通訊距離可以比其它光源還長，加密速率也更快；而相較於一般量子加密使用偏振方式編碼，在光纖裡面傳遞時，偏振方向會因為環境溫度改變，團隊使用相位差方法的話，會讓光子更加穩定。

褚志崧指出，今年9月完成光纖總長3.44公里的戶外量子加密，這不只是台灣首次實現戶外量子加密，更是全世界首次以高效能單光子源進行戶外量子加密，接下來目標是在新竹科學園區旁建構量子通訊網路。