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南洋理工大學成功開發具成本優勢的微型量子晶片

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科技產業資訊室 (iKnow) - 何思穎 發表於 2019年11月12日

圖、南洋理工大學開發出的量子通訊晶片

現代社會中,許多數據在網路上傳送、儲存及交換,幾乎所有數位平台和資源庫都要求用戶輸入密碼和生物識別數據,因此網路安全非常重要。量子技術可以解決這些問題,因為密碼和資訊都集合在發送的信息中,形成『量子密鑰』。
 
新加坡南洋理工大學(NTU Singapore)的研究人員開發了一種比目前的量子裝置(quantum setup)小1,000倍的量子通訊晶片,且並不影響量子技術的安全性。這款晶片尺寸比目前的量子通訊裝置小1000倍,微型量子晶片開啟了更安全通訊技術的大門,該技術不僅可以部署於智慧手機、平板電腦和智慧手錶等小巧設備內,作為線上交易和電子通訊奠定了加密方法更好的基礎。
 
南大科學家所開發的微型晶片約3mm,且與現有安全標準不同,該晶片使用量子通訊演算法以增強安全性。藉由將密碼(passwords)集合在傳遞信息中,以形成安全的「量子密鑰」。換言之,接收到信息後,再將信息與密鑰一併銷毀,成為一種極安全的通訊形式。
 
該量子通訊使用隨機的代碼串來加密信息,而且只能由指定的接收者使用正確的「密鑰」開啟,無需傳輸其他密碼或生物識別數據等等當前通信形式的標準運作。也就是說,這就像發送一封加密郵件,寫信人將信息以密鑰Key鎖在信中,收件者需要同一把鑰匙才能打開它。量子技術確保了密鑰分發是安全的,防止密鑰被篡改。
 
該研究由南洋理工大學劉愛群(Liu Ai Qun)教授和Kwek Leong Chuan副教授負責,該研究結果發表Nature Photonics期刊上。
 
隨著,Google和IBM等科技大廠競相開發出量子超級電腦,開啟下世代超高速運算的創新。而量子技術在密碼學方面具有優勢,更是備受期待。例如,Facebook、Skype等交流平台皆創建了屬於自己的通訊用安全通道,即所謂的「經典通道(classical channels)」。而未來,承載信息的「量子通道(quantum channels)」將安全協定整合至加密數據中。每個通道都是獨一無二,以減少甚至消除在傳輸過程中信息被攔截或外洩的風險。
 
南大研究人員開發的量子通訊晶片具成本優勢,因使用矽(silicon)作為標準工業材料,便於製造量子晶片。
 
南大團隊現在正在開發傳統光通信系統(optical communication systems)和量子通信系統的混合網路(hybrid network)。這將提高量子技術的相容性,並擴展連網應用範圍。(733字;圖1)
 
 
參考資料:
NTU Singapore researchers create quantum chip 1,000 times smaller than current setups. Space Daily, 2019/11/1


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