光纤量子通信突破：中非科学家提出网络安全新方案

钛媒体快讯 | 1月26日动静，克日，南非约翰内斯堡的金山大学（WITS）物理学院安德鲁·福布斯（Andrew Forbes）传授和他的团队，以及中国武汉的华中科技大学光电子科学与工程学院王健（Jian Wang）教育的团队配合提出，环球量子收集必要长间隔漫衍胶葛态，可以通过一条传统的光纤链路，就能实现多维胶葛传输模式的新要领，这将有助于在传统收集中跨传统光纤举办陈设。该项研究成就于1月25日登在了知名科学期刊《Science Advances》（科学前进）上。

该论文的通信作者 Forbes 传授在接管钛媒体采访时暗示，新的研究成就是一项为公共造福的光纤量子通信技能，将现有的量子通讯与偏振光子的上风，以及操作光模式举办的高维通讯的上风团结在一路，对收集安详以及数据传输规模有着很是重要的浸染。

“平凡人老是想要更好的通讯体系，更快地下载他们喜欢的影戏和交际媒体。但现在，我们也开始熟悉到信息安详的重要性。这项研究成就，通过光纤量子数据传输新方法，使数据越发安详，不管哪个国度有什么样的技能，我们的事变是成立一个根基安详的量子收集形态，而这项研究成就是个中重要的一步。”Forbes 对钛媒体暗示。

更为重要的是，Forbes 在与钛媒体采访时说起，该研究成就或将在将来通过金砖国度成长相助机制，举办更亲近的深度相助。中非两国强强连系，抵挡收集安详危急，意义深远而重大。

一项冲破技能瓶颈的量子通讯研究

2019年，量子在人类科技前进中誊写了浓墨重彩的一笔。谷歌的尝试证明白“量子良好性”，显现量子计较具有逾越经典超等计较机的计较手段；量子物理学冲破了法则，应承热量穿过真空，让我们真切感觉到量子维度上的颠簸效应等等。

究竟上，量子力学也在不绝影响着我们糊口，其构建起很是准确的原子钟，使 GPS 卫星环球定位、导航等技能成为也许。可以这样说，量子技能正逐渐走进千家万户傍边，成为将来科学成长的一部门。

而在本篇论文，讲的是基于胶葛态的量子通讯话题。量子通讯是量子收集傍边最为要害的一部门，融合了当代物理学和光通讯技能研究的成就，由物理学根基道理来担保密钥分派进程的无前提安详性。量子密钥分发（QKD）按照所操作量子状态特征的差异，可以分为基于丈量和基于胶葛态两种。

而本论文提到的“基于胶葛态的量子通讯”，就是个中之一，即两个颠末耦合的微观粒子，在一个粒子状态被丈量时，同时会获得另一个粒子的状态。

简朴来说，量子通讯就是提供无前提安详量子收集的通讯方法。

凭证该论文的说法，当前的通讯体系很是快，可是从基础上来说，这并不是绝对安详的。而 Forbes 和王健团队的科研职员，但愿冲破今朝的技能瓶颈，不再操作定制化的光纤电缆，通过传统单模光纤方法，实现高维编码，即多维胶葛传输模式，让通讯更安详。

两个光子胶葛在一路，本图首要表此刻单模光纤上，可以实现多维胶葛传输。（来历：科学前进论文）

Forbes 暗示，这篇论文的新奇之处在于，其展示了传统单模光纤中的多维胶葛传输，很好的均衡了收集兼容性和通讯安详性。以两个自由度扭曲、偏振被扭曲以形成螺旋光，图案也是云云，用于量子通讯规模实践傍边。究竟上，他们还在论文傍边还展示了在250m 的单模光纤上的多维胶葛态的转移，表白可以实现无数个二维子空间。

Forbes 汇报钛媒体，接下来，他们还将做更多的测试，而且必要做100公里以上的测试情形，但愿实行开拓新的量子协议等等。

关于中非两国科研职员在本研究傍边的分工，Forbes 对钛媒体暗示，王健的团队带来更好的光纤专业常识，而 Forbes 团队拥有量子方面的专业研究，两者属于强强连系，但愿实现将来量子收集的新典型。

（本文首发钛媒体，作者 | 林志佳，编辑 | 赵宇航）

论文作者先容

王健

本篇论文的通信作者之一是华中科技大学、武汉光电国度尝试室的王健传授，1981年7月生，其结业于华中科技大学的光电子科学与工程学院，之后一向接受该专业的副传授、博士生导师等，他照旧美国南加州大学博士后，王健传授尚有一个地位，是华中科技大学光电子器件与集乐成能尝试室的主任助理。王健传授作为第一项目认真人曾荣获国度优越青年科学基金、教诲部“新世纪优越人才支持打算”等奖项。

王健传授的研究规模首要包罗：（1）微纳光电子器件与集成（硅基光波导、铌酸锂光波导、微环谐振器、光子晶体光波导、外貌等离子体波导、石墨烯、超原料等）、（2）先辈高速光通讯技能（模分复用和空分复用干系光通讯、轨道角动量光通讯等），（3）先辈高速光信号处理赏罚技能（波长转换、光开关、光逻辑、码型转换、信息互换等）

通信作者安德鲁·福布斯

本篇论文另一位通信作者是南非约翰内斯堡的金山大学（WITS）物理学院布局光尝试室的安德鲁·福布斯（Andrew Forbes）传授，其在1998年得到了纳塔尔大学（南非）的博士学位，2015年3月，安德鲁（Andrew）以精巧传授的身份插手威特沃特斯兰德大学（又被称为金山大学，U. Witwatersrand），并在此成立了布局光尝试室。其它，Forbes 照旧《光学与光学快报》杂志的编辑委员会成员，南非闻名的物理学家。他和门生曾在2015年得到 NSTF Photonics 奖项。本论文的配合第一作者 Isaac Nape 和 Jun Lui 都是他的门生。