芝加哥建成美国最长的200公里量子密钥分发网络

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2022-06-20 16:48四川
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6月16日,芝加哥大学普利兹克分子工程学院和芝加哥量子交易所(CQE)宣布,首次使用量子网络连接了芝加哥市和郊区的实验室——长度几乎是美国最长的量子网络的两倍。即将向学术界和产业界开放的芝加哥网络,将成为美国首批公开的量子安全技术试验台之一。

位于郊区的阿贡国家实验室已经在2020年启动了89英里(144公里)的量子环路,并在此基础上新建了35英里(56公里)的延长线。整个网络现由6个节点和124英里(200公里)的光纤组成,在阿贡国家实验室和芝加哥南部的两座建筑之间传输携带量子编码信息的粒子,一座在芝加哥大学校园,另一座在海德公园附近的CQE总部。

这使芝加哥成为美国最大量子网络之一的中心,并进一步巩固了该地区作为全球领先的量子研究中心的地位。

芝加哥200公里量子网络路线和节点

目前,该网络正在使用东芝提供的技术积极运行量子安全协议,在芝加哥和西郊之间以每秒超过80000量子比特的速度通过光缆分发量子密钥。东芝公司参与该项目使得芝加哥网络成为学术界、政府和产业界之间的一次独特合作。

研究人员将使用芝加哥网络来测试新的通信设备、安全协议和算法,这些设备和算法最终将连接全美和世界各地的远程量子计算机。这项工作是迈向国家量子互联网的重要一步,将对通信、计算和国家安全产生深远影响。

芝加哥大学分子工程和物理学Liew Family教授、芝加哥量子交易所主任、阿贡能源部国家量子信息科学研究中心Q-NEXT主任David Awschalom说:“芝加哥量子网络为研究人员提供了前所未有的机会,可以在真实世界的环境中传输量子信息,并推动量子安全协议目前可能实现的边界。这一扩展使来自学术界、产业界和政府实验室的科学家能够合作推进我们对量子通信的基本理解,并开发安全的量子互联网。”

波音公司颠覆性计算和网络团队的首席科学家Jay Lowell表示:“虽然这个网络的范围令人印象深刻,但它更重要的是作为如何使用量子网络的试验台。我们期待与CQE合作,探索量子网络架构的发展,以新的、令人兴奋和有用的方式将量子传感器和计算机连接在一起。”

量子计算机的兴起既是一个巨大的机遇,也是一个根本性的威胁。一旦投入使用,它们有望解决普通计算机几乎不可能解决的各种问题,从而轻松破解当前的加密。4月,美国参议员提出了《量子网络安全防范法案》(Quantum Cybersecurity Preparedness Act),该法案优先考虑对敏感信息进行及时的量子验证加密,以防止图谋不轨的人“现在窃取数据,并在更强大的量子计算机成为现实时解密数据”。

科学家们认为,量子网络可以利用量子力学的定律使其变得几乎“不可破解”。世界各地的专家一致认为,量子安全通信网络的实现是21世纪最重要的技术前沿之一

防黑客加密可以使用量子密钥分发来完成,这是一种量子安全技术,于2022年6月6日与东芝合作在芝加哥地区量子网络上激活。密钥分发是大多数互联网安全的常规部分,但量子技术可以使它几乎不受黑客攻击的影响。

在量子密钥分发中,使用量子安全协议在传送敏感数据的各方之间分发秘密数字密钥。量子密钥基于通过光纤网络发送的光子,利用光子的量子特性对构成密钥的比特进行编码。任何试图拦截光子的行为都会破坏光子携带的信息。这种不可破解的通信在安全通信尤其重要的任何地方都有应用,包括金融、国防、投票等行业。

东芝数字解决方案公司副总裁Yasushi Kawakura说:“随着网络测试的开始,我们很高兴继续与芝加哥量子交易所合作。最重要的是,我们开发量子验证技术,以主动防御来自量子未来的威胁。”

参考链接:

https://chicagoquantum.org/news/chicago-expands-and-activates-quantum-network-taking-steps-toward-secure-quantum-internet

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