创造出11维量子态,量子加密通信,共享密码的创纪录量子协议!

科学家开发一种在多方之间共享密码的创纪录量子协议,创造出了一个11维的量子态,并用它在10个参与者之间共享一个密码。通过使用量子技术,只有在各方相互信任的情况下,密码才能被解锁。这项研究为状态的维度(这影响到密码可以有多大)和与之共享的各方数量创造了新记录,是在量子网络中许多节点上安全分发信息的重要一步。

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其研究成果发表在《激光与光子学评论》期刊上,由威茨大学物理学院安德鲁·福布斯教授领导的威茨团队研究,研究团队打破了之前的所有记录,11维量子态共享了一个量子。在传统安全量子通信中,信息从一方安全地发送到另一方,通常被称为爱丽丝和鲍勃。在网络语言中,这将被认为是点对点通信,根据定义,只有两个节点:发送者和接收者。任何发送过电子邮件的人都会知道,信息通常必须发送给几个人:

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一个发送者和许多接收方,传统的量子通信,如量子密钥分发(QKD)不允许这样做,并且只是点对点的形式。使用结构光作为量子光子状态,研究团队展示了如何将信息从一个发送者分发到10个参与方。然后,通过使用一些巧妙的量子技巧,可以设计出量子协议,这样只有在各方相互信任的情况下,密码才能被披露。从本质上讲,每一方都没有有用的信息,但如果他们相互信任,那么密码就可以被解密出来。

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信任程度可以从少数各方设定到所有各方,重要的是,在任何阶段,双方之间的沟通都不会泄露密码:10方参与者不需要透露任何密码信息。通过这种方式,可以在网络许多节点之间以安全的方式共享密码:量子密码共享。其研究推动了最先进的技术,使量子通信更接近真正的网络实现:当你想到网络时,你会想到很多连接,很多各方,并希望共享信息,而不仅仅是两个,现在科学家们知道如何通过量子方式做到这一点。

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研究小组使用结构光子来达到高维,结构光意味着“光的图案”,研究使用许多“光的图案”来突破尺寸限制,更多维度意味着更多的光中信息,并直接转化为更大的秘密。

博科园|研究/来自:Wits University

参考期刊《激光与光子学评论》

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