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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
新聞來源:自由時報   發佈時間:2019-11-27 15:32:24

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。