保持长距离安全通信的量子系统
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引言
信息安全变得越来越重要，不仅对于大型公司，银行和军工企业，而且对于小型企业和个人也是一样。然而，我们目前使用的保护数据安全的算法是不完美的，从长期来看，他们的逻辑可以被破解。不管算法有多复杂，破解它只是时间的问题。
使用量子物理的基本法则，保护数据信息的系统，与算法加密相反，可以让数据传输对于未来的骇客攻击，完全免疫。在量子通道下的由单量子携带的信息，一旦一个偷听者尝试拦截他们，信息将不可逆转的改变。这样一来，合法的用户将立即知道是什么在侵入。
俄罗斯圣彼得堡ITMO大学的一组科学家，最近开发了一种新型的构建加密数据交换的量子通信系统的方法。这个设备能够在250千米或者更远的距离下传输单光子量子信号，并且其他的前沿标准一致。研究发表在最近的光学期刊杂志上。
ITMO大学光子学和光信息技术国际研究所量子信息中心的研究人员，和爱丁堡赫瑞瓦特大学的研究人员一起发明了一种新的途径，有效的生成和发布量子比特。这是首个俄罗斯研发的系统，可以和现有的类似的系统竞争，并且通过光纤，在250千米的距离中，分享量子信号。
“为了传输量子信号，我们使用边频，”Artur Gleim，ITMO大学量子信息中心的头说道，“这个独一无二的策略给了我们一组数量上的优势，例如相当程度上简化了设备的架构和量子信道的传递能力。在比特率和操作距离方面，我们的系统是量子通信领域绝对的冠军。”
通过光纤信道稳定传输量子信号的最大可能性，是用仪器后续集成量子密钥分发系统，能够用来加密有用的数据。
根据赫瑞瓦特大学量子和光子科学研究所，助理研究员Robert Collins的说法，这个工作变成了整个量子通信和密码领域的一个很大的转折点，这个新策略能够使得在一个光纤下不同波长的大量数据流变得平滑。在这个顶部，这些数据流可以伴随着传统的通信方式进入现有的光纤线中。
为了编码系统中的量子比特，激光辐射被导入一个特殊的设备，叫做电光相位调制器。在这个调制器内部，中央载波通过激光激发，被拆分为几个独立的波段。在信号通过线缆传输以后，同样的拆分在接收器端发生。依赖于通过发射器和接收器产生的相对相位偏移，波或者相互增强或者相互抵消。这个模式通过波的相位叠加产生，然后转化为二进制位1或者0的结合，用来编译量子密钥。
重要的是，科学家完成了系统中信号的相对相位偏移。“所有的波，当通过光纤时候，发生着随机变化，”量子信息中心的一位研究人员Oleg Bannik解释到，“但是这些变化通常是完全一致的，并且通过接收机的调制器额外的运行。最后，接收器和发送器一样观察到结合。”
现在，研究人员正在创建一个成熟的量子加密系统，可以产生和发布量子密钥，并且同步的传输有用的数据。
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