新加坡南洋理工大学 研发世界首个量子通讯芯片

2019年11月05日

新加坡南洋理工大学成功研发出世界首个量子通讯芯片,这个芯片只有米粒大小,面积更是比目前量子通讯系统小约1000倍。

这个具有突破性的研究项目是由新加坡南洋理工大学电机与电子工程学院的教授刘爱群博士,以及南大国立教育学院自然科学与科学教育学部副教授郭龙泉博士带领一群研究员与博士生共同研发,将原有讯息传送功能缩小至这个微型的硅光子(silicon photonic)芯片,是这项研究的关键。

新加坡南洋理工大学 研发世界首个量子通讯芯片

量子通讯芯片通过光纤通讯系统传输讯息,在未来也可通过无线光子(LiFi)传输,加强移动通讯系统的安全。

量子芯片的长度只有5毫米,就如米粒般大小。相比之下,现有的量子通讯系统的体积几乎是两个台型电脑的中央处理器(CPU)加在一起。

南大这项最新的量子芯片研究成果已发表在最近一期《自然 光子学》(Nature Photonics)。研究团队将在不久的将来成立初创公司,将这项重要量子芯片技术推向市场。

新加坡南洋理工大学 研发世界首个量子通讯芯片

郭龙泉透露,该团队成功研发的量子芯片可用在电脑,在未来甚至可以用在手机。这将加强通讯安全,防止他人盗取信息。

目前如果要加密和解密,是使用复杂的算法生成密码,可是他人却可以用超级电脑破解这些密码。一些机构如美国国家航空航天局(NASA)已于2017年探索量子通讯系统在太空传送资讯的可靠性,目的是为了达到更加安全的通讯目的。

在未来,量子电脑将会严重威胁到传送讯息的安全。普通电脑需要花两年破解密码,超级电脑只用了约6个月,而量子电脑估计只需要数秒就能破解密码。

新加坡南洋理工大学 研发世界首个量子通讯芯片

谷歌公司最近发布量子计算芯片Sycamore,用以提升机器学习,其计算功能远比位于美国橡树岭国家实验室的超级电脑Summit快。在同一个测试中,量子电脑只需要200秒完成计算,超级电脑估计要一万年才能完成。

面对日渐成熟的量子计算功能,唯有加强量子通讯科技才能确保未来通讯的安全。量子通讯系统的“沟通”方式是基于量子纠缠(quantum entanglement)的原理,利用光子相互作用后所共同拥有的性质制造无法破解的密码。

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