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一組研究人員已發(fā)布了一種新方法的詳細(xì)信息，該方法可靠地創(chuàng)建了非常適合用于量子通信的粒子，這可能導(dǎo)致無法破解的通信協(xié)議長期以來被視為該技術(shù)最有用的應(yīng)用之一。
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科學(xué)家們產(chǎn)生了糾纏的光子，這種方法運(yùn)用了量子物理學(xué)最引人入勝的特性之一。糾纏是當(dāng)兩個(gè)量子粒子不可分割地連接在一起時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象，這意味著一個(gè)粒子的行為方式會(huì)立即影響另一個(gè)粒子，而無論它們之間的距離如何。
作為一個(gè)簡單的解釋，參與這項(xiàng)研究的格拉斯哥大學(xué)研究助理Adetunmise Dada認(rèn)為，您正在以位為單位測量糾纏的粒子。如果一個(gè)糾纏的粒子讀為“ 1”，則另一個(gè)糾纏粒子也將為“ 1”。如果得到“ 0”，則另一個(gè)也將顯示為“ 0”?，F(xiàn)在，使它成為一串粒子：對(duì)它們進(jìn)行測量時(shí)，將在一端生成一串位，這與另一端的位串完全相同。
將這種特性與以光速傳播的粒子（例如光子）結(jié)合起來，您就可以在兩個(gè)物體之間共享信息，即使它們彼此相距較遠(yuǎn)，其方式也取決于粒子的機(jī)械行為，而不是傳統(tǒng)的加密密鑰-因此不太可能被惡意黑客破解。
光子糾纏本身并不新鮮。實(shí)際上，該技術(shù)已經(jīng)用于數(shù)千公里的安全通信，例如用于衛(wèi)星對(duì)地面或衛(wèi)星對(duì)衛(wèi)星的通信。但是，到目前為止，光子是在700至1550納米之間的特定波長下生成的，這意味著所產(chǎn)生的光接近太陽的亮度。
負(fù)責(zé)這項(xiàng)研究的格拉斯哥大學(xué)高級(jí)講師Matteo Clerici解釋說，陽光的峰值約為500納米。結(jié)果，在白天，光子探測器難以區(qū)分給定實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的光子和太陽光。
克萊里奇解釋說：“如果有一個(gè)糾纏的光子，再加上成百上千個(gè)來自太陽的非常接近的波長的光子，它們會(huì)入射到檢測器，則無法區(qū)分它們。” 不用說，混淆可能會(huì)給衛(wèi)星通信帶來一些問題。
當(dāng)然，您可以開始以盡可能遠(yuǎn)離太陽亮度的波長生成光子，但隨后其他挑戰(zhàn)也開始發(fā)揮作用。例如，在某些波長（可能不那么亮）中，光子可以被某些類型的大氣吸收。
格拉斯哥大學(xué)的研究小組設(shè)法做到的是，在沒有很多吸收性氣體，也沒有陽光泛濫的大氣層中找到一個(gè)“透明窗口”。該窗口在2微米波長處進(jìn)一步進(jìn)入紅外光譜。
以前從未證明過產(chǎn)生兩個(gè)微米的光子。研究人員面臨的主要挑戰(zhàn)是獲得合適的技術(shù)來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。Clerici說：“需要能夠在兩個(gè)微米處看到單個(gè)光子的檢測器，我們必須開發(fā)出適合這些測量的正確技術(shù)?！?“另一方面，還需要一項(xiàng)特定的技術(shù)來生成光子?！?/p>
Clerici和他的團(tuán)隊(duì)與技術(shù)制造商Covesion合作，設(shè)計(jì)了一種適用于在2微米下工作的非線性晶體。當(dāng)來自激光源的短脈沖光穿過晶體時(shí)會(huì)產(chǎn)生光子。
從理論上講，在新波長下生成的糾纏光子應(yīng)該能夠傳播到通過現(xiàn)有方法生成并用于衛(wèi)星通信的光子。但是這項(xiàng)新實(shí)驗(yàn)仍處于初期階段，克萊里奇表示，研究小組尚未確定這項(xiàng)新技術(shù)可以傳達(dá)多少信息或傳播速度如何。
Clerici說：“解決光子通信的方法多種多樣，但我們的觀點(diǎn)是，在2微米處，即使該技術(shù)不像其他波長那樣發(fā)達(dá)，我們也有優(yōu)勢，因此值得探索。” 對(duì)于團(tuán)隊(duì)來說，工作才剛剛開始。
名稱欄目：量子糾纏技術(shù)的發(fā)展讓加密通信更安全
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