當并行運行多個該系統時，其運行速度與目前的網速相當。

近日,，量子計算機領域開始急速發(fā)展,，而量子計算機很可能成為黑客破解最復雜的網絡安全密鑰的工具，而當這些代碼被破壞之時,，所有的在線數據傳輸（醫(yī)療記錄到銀行交易）都有可能受到攻擊,。

針對這一問題，量子密鑰分配一直是科學家們研究的重點,。最近,，在這一方面的研究上，美國多家大學的科學家團隊獲得了質的進展,。

量子計算機威脅將至

但量子加密通信現狀堪憂

對量子計算機應用開始之初會出現的問題,，俄亥俄州立大學物理學教授Daniel Gauthier解釋道：“我們現在可能會有一臺運行良好的量子計算機，它能夠在不久的將來解開現有的復雜密碼,。我們現在真的需要認真思考,，怎樣利用各種技術來保護我們的互聯網信息?！?/span>

為了避免這一潛在的巨大威脅,，研究人員在研制量子計算機的同時，也同時在利用量子的屬性,，以在量子計算機上創(chuàng)建量子數據加密。

量子密鑰分配（QKD）是從1984年提出的,，但是現在才開始有應用出現,，如歐洲科技公司現在銷售的基于激光的QKD系統；我國用衛(wèi)星成功得向兩個相距1200公里的陸基電臺發(fā)送量子密鑰,。

對于這些應用,，杜克大學物理系研究生Nurul Taimur Islam評價道：“這些系統普遍存在的問題是，他們只能以相對較低的速率傳輸密鑰,，在幾十到幾百千比特/秒之間,，對于大多數實際應用，尤其是上網,，這一速度太慢,。”

高速新型加密系統

近日,，杜克大學,、俄亥俄州立大學和橡樹嶺國家實驗室的科學家團隊宣布開發(fā)了一個新的系統，該系統使得量子加密技術更接近于大規(guī)模的使用,。

對此,，研究人員解釋道：“對于常見的攻擊，該技術保護下的系統是安全的，即使面對可能導致泄漏的設備缺陷,，這項技術也是有效的,。”

實驗中,，研究人員通過調整釋放光子的時間和光子的相位屬性,，實現了在每個光子上編碼兩位信息；隨后,，他們將這一技術和一款高速探測器配合使用,，使其系統的密鑰傳輸速度比其他方法快5到10倍。其中,，這款高速探測器是由電氣和計算機工程專業(yè)的研究生Clinton Cahall和Duke的電氣和計算機工程教授Jungsang Kim開發(fā)的,。

關于高速探測器這一設備，Gauthier表示：“我們采用的這個設備,，它可以改變光子的某些附加屬性,，使我們能夠獲得幾乎翻倍的安全關鍵速率?！?/span>

現有設備缺陷已被考慮在內

雖然理論上QKD是完全安全的,，但是現實中，因為所有設備都是不完善的,，所以這會使黑客利用設備的漏洞進行攻擊,。

為了讓這一系統在大部分設備上都是安全的，研究人員仔細分析了他們使用的每件設備的局限性,，然后,，他們與新加坡國立大學的電氣和計算機工程教授Charles Lim合作，將這些實驗性缺陷納入理論中,。

對此,，Islam表示：“我們希望找出系統中的每個缺陷，并將這些缺陷放入系統的研究中,，以確保我們的系統在大部分設備上運行都是安全的,。”

關于如何利用現有的硬件來實現QKD加密傳輸,？

他們表示：雖然發(fā)射機有些構造十分特殊,，但所有組件目前都可以在市場上買到，并且用光子編碼的加密密鑰可以通過現有光纖線路發(fā)送,。所以將發(fā)射機和接收機集成到當前的互聯網基礎設施中并不是什么難事,。

對此，Islam也進一步表示：“除了單光子探測器之外,，其他所有需要的設備都是存在的,，而且在工程設計中,，我們可能將整個發(fā)射器和接收器都安裝在與計算機CPU一樣大的盒子中?！?/span>

總結

據了解,，他們的系統能夠以兆比特每秒的速率創(chuàng)建和分發(fā)加密碼，這比現有方法快五到十倍,，并且當并行運行多個系統時,，其運行速度與目前的網速相當。