更快的單光子可以實現(xiàn)完全的數(shù)據(jù)安全
謝菲爾德大學(xué)的研究人員已經(jīng)解決了量子物理學(xué)中的一個關(guān)鍵難題,這將有助于使數(shù)據(jù)傳輸完全安全。 該研究團隊已經(jīng)開發(fā)出一種產(chǎn)生非?焖俚膯光子光脈沖的方法。每個光子或光的粒子代表二進制代碼的1比特——計算機的基本語言。這些光子不能在不干擾它們的情況下,攔截這些光子,以便警告發(fā)送者有什么地方出錯了。 安全數(shù)據(jù)已經(jīng)被加密了,但如果“竊聽者”能夠攔截包含代碼細節(jié)的信號,那么理論上他們可以訪問和解碼其余的信息。 單光子脈沖提供了完全的安全性,因為任何竊聽都會被立即檢測到,但是科學(xué)家們一直在努力快速地生成單光子脈沖,以足夠的速度傳輸大量數(shù)據(jù)。 在一項發(fā)表于Nature Nanotechnology(“High Purcell factor generation of coherent on-chip single photons”)上的新研究中,謝菲爾德研究小組采用了一種稱為Purcell效應(yīng)的現(xiàn)象,來非常迅速地產(chǎn)生光子。將稱為量子點的納米晶體放置在較大晶體內(nèi)的空腔內(nèi) - 半導(dǎo)體芯片。然后用激光轟擊量子點,使其吸收能量。然后,這種能量以光子的形式發(fā)射。 將納米晶體放置在非常小的空腔內(nèi),使激光在空腔內(nèi)壁反彈。這加速了Purcell效應(yīng)產(chǎn)生光子。一個問題是攜帶數(shù)據(jù)信息的光子很容易與激光混淆。謝菲爾德的研究人員通過將光子從空腔和芯片內(nèi)輸送出去來克服這一問題,從而將兩種不同類型的脈沖分開。 通過這種方式,該研究團隊成功地使光子發(fā)射速率比不使用Purcell效應(yīng)的速度快50倍。雖然這不是迄今為止最快的光子光脈沖,但它具有至關(guān)重要的優(yōu)勢,因為所產(chǎn)生的光子都是相同的 - 這是許多量子計算應(yīng)用的基本品質(zhì)。 |