(文章來源:網(wǎng)絡(luò)整理)
目前互聯(lián)網(wǎng)是基于http協(xié)議的,是一個簡單但不安全的開放傳輸協(xié)議,為了讓數(shù)據(jù)更安全,我們在http的外層套了一層SSL(Secure Sockets Layer 安全套接層)或及其繼任者傳輸層安全(Transport Layer Security,TLS),就出現(xiàn)了https。雖然從協(xié)議上看起來是安全了很多,但是底層的信號傳輸還是電信號,或者電信號的其它轉(zhuǎn)換形式:如光纖傳輸?shù)墓?a target="_blank">信息,微波傳輸?shù)奈⒉ㄐ盘柕鹊龋@些信號在被傳輸和中繼的過程,很容易被竊取或截獲,最終造成數(shù)據(jù)的不安全。
量子互聯(lián)網(wǎng),一種基于量子力學(xué)原理建立起來的新型互聯(lián)網(wǎng)。由美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室開發(fā)完成,由于量子互聯(lián)網(wǎng)具有特殊訪問方式,每一次訪問都會留下“痕跡”而被追蹤,因此該網(wǎng)絡(luò)被稱為最安全的互聯(lián)網(wǎng)。量子互聯(lián)網(wǎng)不僅可以用來發(fā)送不可破解的信息,提高 GPS 系統(tǒng)的精度,面能支持基于云的量子計算,但是目前的量子互聯(lián)網(wǎng)有一個致命的缺陷,就是傳輸距離問題。二十多年來,由于很難在沒有損失的情況下通過遠(yuǎn)距離發(fā)送量子信號,創(chuàng)建這樣一個量子網(wǎng)絡(luò)的夢想在很大程度上一直遙不可及。
但近期哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院的研究人員已經(jīng)找到了一種方法,用一個可以捕獲、存儲和糾纏量子信息比特的原型量子節(jié)點(diǎn)來校正信號丟失。與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)不同,量子網(wǎng)絡(luò)使用光的量子粒子 - 單個光子 - 來遠(yuǎn)距離傳輸光的量子態(tài),這些網(wǎng)絡(luò)具有經(jīng)典系統(tǒng)所沒有的技巧:糾纏。
在量子力學(xué)里,當(dāng)幾個粒子在彼此相互作用后,由于各個粒子所擁有的特性已綜合成為整體性質(zhì),無法單獨(dú)描述各個粒子的性質(zhì),只能描述整體系統(tǒng)的性質(zhì),則稱這現(xiàn)象為量子纏結(jié)或量子糾纏(quantum entanglement)。糾纏可使信息的比特在任何距離上都完美關(guān)聯(lián),由于不改變就無法觀察到量子系統(tǒng),因此消息在傳輸?shù)倪^程中,完全不必?fù)?dān)心竊聽者。
雖說沒有竊聽者,但是和傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)一樣,如果長距離傳輸,信號是一定會衰減的,就好像家里的wifi網(wǎng)絡(luò)一樣,這時候中繼的作用就出來了。量子中繼器是一種小型的專用量子計算機(jī),在這樣一個網(wǎng)絡(luò)的每個階段,量子中繼器必須能夠捕獲和處理量子信息的量子比特以糾正錯誤,并將其存儲足夠長的時間,以便網(wǎng)絡(luò)的其余部分準(zhǔn)備就緒。
哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院的研究人員研究人員將一個單獨(dú)的色心整合到了納米金剛石腔中,從而限制了承載信息的光子,并迫使它們與單個色心相互作用。然后,他們將該裝置放置在溫度接近絕對零度的冰箱中,并通過光纖電纜將單個光子送入冰箱,在那里它們被色心有效捕獲和捕獲。結(jié)果表明,該裝置可以存儲毫秒級的量子信息足夠長的時間,已將信息傳輸數(shù)千公里之外。當(dāng)前,他們還在通過在真實(shí)的城市光纖鏈路中部署量子存儲器來擴(kuò)展這項(xiàng)研究,并計劃創(chuàng)建糾纏大型量子存儲器網(wǎng)絡(luò),并探索量子互聯(lián)網(wǎng)的首次應(yīng)用。
(責(zé)任編輯:fqj)
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