中評社北京10月19日電／美媒稱，研究人員首次演示了在現實城市環境下利用高維量子密碼術以安全的方式發送信息的過程。
據美國趣味科學網站10月10日報道，根據最近開展的一項研究，每個光粒子包含不只一個比特信息的量子加密信息首次在現實城市中在兩個建築物之間的空氣中實現傳遞。這次演示可能會簡化量子通信過程，讓它未來變得更加切實可行。
科學家此前在實驗室環境下進行的演示表明，一個光粒子（即光子）可以將多個比特的信息進行編碼。但此前從未在現實環境下進行過此類試驗的演示。
研究報告的第一作者、加拿大渥太華大學助理教授易蔔拉欣·卡裡米說：“在此之前，人們的量子通信方式是這樣的，他們要麼發送0，要麼發送1：一個比特的信息。”
卡裡米對本網站說：“問題在於，對於每一個字母而言，需要發送8個信號——8個0或1。這非常麻煩。如果丟失一個信號，就會丟失整個字母，結果就是丟失整條信息。”
卡裡米說，因此將信息以多維方式編進像光子這樣的量子態粒子會顯著簡化整個過程。
他說：“我不是發送許多光子或許多電子信號，而是向你發出一個包含一批信息的脈衝。這令人驚嘆。這是我們所說的超密集編碼。”
研究結果顯示，卡裡米及其領導的研究小組所測試的方法可以讓傳遞信息所需的光子數量減少50%。
在測試中，卡裡米及其團隊成功地在渥太華大學兩棟相隔300米的建築物之間發出了包含兩個比特信息的光子。
卡裡米說，使用高維編碼還能提高安全性，讓量子通信渠道更能對抗來自天氣或其他外部影響因素的“噪音”。
卡裡米說：“在一維量子通信中，如果噪音達到（信號的）11%，通信渠道就不再安全。不過，如果是四維的量子通信，這一極限值會提高到19%。”
研究人員現在打算嘗試在最遠達5.6公里的距離內發送和接收高維量子加密信息，以便能夠讓這一技術應用到城市環境中。不過，還存在一些需要克服的重大挑戰。
卡裡米說：“最大的難題是光在大氣中傳播時遇到的擾動。我們在試驗中發送了一個光子，因此這的確是非常困難的。你需要以某種角度來發送這個光子，然後使用一種配備精密電子設備的望遠鏡。”
研究人員使用了意大利那不勒斯“費代裡科二世”大學的科學家研發的設備，這種設備過去曾在實驗室內接受過測試。出於測試的需要，研究人員搭建了頂棚，以防設備受到天氣的影響。
研究人員說，該技術有朝一日或可成為全球量子通信系統的一部分，該系統將包括地面網絡及衛星。
（來源：參考消息網） |
