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量子光学器件

量子光学器件

量子加密设置长距离记录

03 Oct 2006

加密量子键已超过184.6公里传输,比以前的122公里纪录进一步50%。

该作品由美国的研究人员在新墨西哥州的洛斯阿拉姆国家实验室(LANL)以及科罗拉多州博尔德的国家标准和技术(NIST)(新物理学杂志 8 193)。以前由东芝的研究人员设定了122公里的记录’剑桥研究实验室于去年4月。

量子密钥分布(QKD)允许两个用户(经常被列为‘Alice’ and ‘Bob’) to share a random ‘key’然后,它们可以使用它来安全地加密和传输信息。此信息以光子和窃听器的形式发送(‘Eve’)在不打扰传输并揭示她的行为的情况下无法间谍。该技术提供了一个‘holy grail’通过量子物理法保证的完全安全通信。

“我们使用了超低噪声过渡边缘传感器来创建分布式键,以防止标准攻击超过184.6公里,”Lanl的研究人员之一Danna Rosenberg告诉PhysicsWeb.org。“在基站的分离方面,展示较长的距离是重要的,这可能需要提高信号并使远离彼此安全地沟通的用户能够掌握。”

根据研究人员,使研究人员打破纪录的关键技术是NIST’S过渡边缘传感器(TES)。 TES,也用于天体物理学以检测恒星的微弱光,检测65%的接收光子,而通过常规商业光电二极管实现的20%。这意味着研究人员可以以高效率和零暗计数(即使在探测器上没有光线时出现的信号)检测单个光子。“当TES探测器用于量子密钥分布时,它会导致比传统检测器更长的范围更秘密的位,” said Rosenberg.

但是,在QKD分布中,成功不仅通过传输距离来衡量,而且是安全性。 LANL / NIST 184.6公里的记录设置为比以前的122公里的次数更高的平均光子数。这导致含有多于一个光子的激光脉冲的概率增加;当这发生这种情况时,假设窃听者在不被检测的情况下具有更好的机会在脉冲中拦截脉冲中的重复光子。这被称为光子数分裂(PNS)攻击。

尽管如此,LANL / NIST团队在与剑桥组相同的平均光子号码上实现了148.7公里。此外,LANL / NIST团队为此类PNS攻击完全安全,以超过67.5公里,以60.6公里的历史记录完全安全。

The research group’下一个目标是利用诱饵状态QKD的最新发展,这涉及改变传输的光子的强度创造‘decoys’这将揭示任何尝试eve拦截传输并保护密钥免受PNS攻击。“我们的下一系列实验将探讨诱饵级量子密钥分布,并且通过使用诱饵水平与过渡边缘传感器相结合的安全和范围的增加,” added Rosenberg.

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