據(jù)《自然》網(wǎng)站11月20日報道，英國物理學家開發(fā)出一種新型探測器，將一串量子密鑰通過嘈雜的光纖傳輸了創(chuàng)紀錄的距離??90公里。此舉說明量子密碼學終于進入主流。相關研究成果發(fā)表于《物理評論X》上。

      兩個人可以將加密密鑰編碼為一串光子并共享，任何竊聽者都會被量子系統(tǒng)警報攔截。但這樣的系統(tǒng)還不能通過電信線路傳輸密鑰，因為其他數(shù)據(jù)流量會淹沒編碼信號。因此，量子密碼僅有一些特殊應用，如用昂貴的沒有其他信號的線路將服務器與附近的備用站點連接。物理學家嘗試過解決這個問題，他們在特定波長下沿“量子通道”通過共享纖維發(fā)送光子。但問題是，纖維散射標準數(shù)據(jù)流量的光進入特定波長，偏離的光子會污染量子通道。

      英國東芝劍橋研究實驗室的物理學家安德魯?希爾茲和同事開發(fā)出一種新探測器，能讓編碼的光子在它們被送出后計算好的精確瞬間擊打它，從而從量子通道中辨認出這些光子。

      希爾茲解釋，設計一個有如此精確時間點的探測器是很困難的。標準探測器使用半導體裝置，當被單個光子擊中時造成電荷雪崩。但是雪崩增長到足夠大以對抗檢測器內(nèi)部電流嘶聲通常需要比1納秒（10－9秒）更多的時間，比狹縫需100皮秒（10－10秒）過濾單一光子還長得多。

      新的“自我區(qū)分”探測器每納秒的激活時長是100皮秒，在這短暫間隔中撞擊引發(fā)的弱電荷一般不會顯現(xiàn)，但如果沒有匹配光子可能被探測到，探測器就測量一個運行周期的信號和前一周期的信號之間的差異，這樣就抵消了背景雜音。使用該裝置，研究小組將一串量子密鑰通過光纖傳輸了90公里，同時也以每秒10億字節(jié)雙向傳輸噪音數(shù)據(jù)。

      吉森已計算出這樣的技術還不能用于在超過100公里的范圍傳輸量子信號。盡管如此，90公里已經(jīng)是一項“證明量子密碼學在現(xiàn)實世界電信基礎設施的應用前進了一大步的世界紀錄”，馬德里理工大學物理學家維森特?馬丁如是評價。

    總編輯圈點

      近年來成為熱點的量子通信，旨在建立一條不可能半路攔截的密碼傳送之路。每次要傳遞信息，就給光纖兩頭發(fā)出同一套隨機密碼信息，兩頭信息按照量子原理“糾纏”著，再小的擾動也會讓它們崩潰。因此，一旦量子通信投入實用，竊聽這項事業(yè)就走到了盡頭。不過，正因為在量子層面?zhèn)鬏斝畔?，干擾也就大到了極點，這也是量子通信研究要解決的核心問題。此次英國新技術的成功讓我們確信，百公里左右的量子通信已然實現(xiàn)??如果不考慮成本的話。