英国电信建成量子安全网络

马光

日前，英国最大的互联网供应商宣称已经建成了一条长达75英里的量子安全高速光纤链路。

量子安全高速光纤链路的原理是：光纤链路上的光子在与数据相同的连接上携带加密密钥。如果这些光子遭到恶意劫持，就会立即通知系统密钥已经损坏，窃取者干扰这些密钥也会使它们有所改变，然后它们就不能被拦截者使用，并且数据流量会立即变为乱码。

量子安全高速光纤链路

即将离任的英国电信公司首席执行官Gavin Patterson在2018年6月在伦敦召开的“物联网世界欧洲论坛”中表示，英国电信公司及其合作伙伴的光纤链路是世界第一个真实安全的量子高速网络，它实际上是“不可攻击的”。英国电信公司在新闻发布会上称，这条光纤链路在剑桥大学工程系和英国萨福克郡的BT实验室之间运行，其设备来自ID Quantique和ADVA光纤网络。

专家说，纠缠密钥（例如量子密钥分发中使用的加密密钥）是不可破坏的。这是因为密钥中使用的亚原子粒子是紧密地交织在一起的，以至于它们在物理上处于链接的任何地方都会相互影响。加密密钥会发生变化时，网络管理员可以随时查看数据是否被弄乱或被删除。因此，任何中断都会非常快速地顯现出来并因此被标记。其额外的好处是无法使用更改的密钥，英国电信公司开始向最终用户展示其安全性。

英国电信公司并不是第一家采用量子密钥分发链接的公司。2017年5月，中国山东省济南市开通了一个商用量子通信专网，西班牙也有一个类似的项目。

英国剑桥大学是英国电信公司的量子网络终端站点，也是量子通信中心（这是由8家英国大学和私营企业组成的联盟以及与英国电信合作的团队）建立了三个站点的量子密钥分发连接的枢纽。这个联盟于6月表示，其量子通信网络能够在多个100千兆位通道中发送超级安全数据，并以每秒2～3兆比特的速度生成光子密钥。英国电信公司表示其链接以每秒500千兆位的速度发送数据。

使用光子来保护网络

量子密钥分发工作中使用的光子可能最终会保护未来的网络，并最终成为未来量子计算的一个关键因素。

马里兰大学在一篇文章中解释说，这是光子携带量子计算的突破，它们可以移动量子比特（量子信息载体），因为它们可以传播并与芯片一起工作。

马里兰大学研究人员表示已经发明了第一个半导体芯片的单光子晶体管，换句话说就是光子晶体管。传统的晶体管是用于各种计算形式的路由开关。而单光子晶体管生成一个基于光子的开关，其中开关相互作用，可以实现某些计算问题的指数加速，而光子本身不会相互产生作用。

“单光子晶体管十分微小，100万个晶体管的体积相当于一粒盐，并且速度快，能够每秒处理100亿个光子量子比特。”马里兰大学研究人员说。

“量子通信技术在保护数据和通信方面开始发挥重要作用，在当今易受攻击的时代，量子计算机的表现要比现有加密技术要好得多。”与英国电信项目相关的IDQ公司负责人GrégoireRibordy博士表示。