科學家們正在研究如何建立安全的、可以說是牢不可破的量子互聯網,即使有人設法竊取你的私人通訊,你也會立刻就能夠察覺到。這是因為量子互聯網將數據存儲在單個光粒子中,而不是光束中。
目前,我們現有的用于傳輸信息的光纖網絡就是通過光束來實現的。光束攜帶的信息可以被攔截和讀取,而光子在不被破壞的情況下是無法讀取它們所攜帶的信息的,換句話說,在量子互聯網面前,任何類型的黑客都沒什么辦法攻破。
不幸的是,創建一個量子互聯網并不是一件容易的事??茖W家們一直都在努力尋找一種能夠有效發射單個光子(或者量子光)的方法。而現在,來自斯坦福大學的一個研究團隊已經找到了這種方法,他們通過建立一個量子光源來作為量子連接的基礎。
據了解,找個納米級的激光光源能夠通過一個砷化鎵芯片將激光發射出去,如下圖所示。這種芯片就像是一個過濾器,允許粉色標識的傳統光線穿過,同時能產生藍色標識的量子光。
很顯然,這并沒有什么問題,但是一旦他們發出了信號,就需要面臨接收方面的麻煩。首席研究員 Jelena Vuckovic 解釋道:“問題是,相比激光光源中發出的光相比,量子光實在是太弱了,弱到難以接收。因此,我們創建了一種方法來過濾掉不想要的光,以幫助我們更好地接收量子信號。”
這種過濾方式有點類似于耳機的噪音消除,后者就是通過播放類似的音頻來消除背景噪音,比如交通或者飛機的嗡嗡聲。而現在,背景光被消除了。研究員 Kevin Fischer 說:“從光源發出來的一部分光就像噪音一樣,妨礙我們接收量子光,因此我們只能先將它們過濾掉。”
為了做到這一點,研究人員首先搞清楚了背景光的樣子,然后在光源發出類似的光,并通過調整讓這兩個光源重疊,將背景光消除掉。Kevin Fischer 表示:“這是一項非常有前景的研究,它為我們提供了一個安全量子通訊的實用途徑。”
目前,這個研究團隊正在建造一個可以用來構建量子互聯網基礎的原型設備。因為美國的研究人員最近找到在 100 公里的光纖中傳送量子信息的方法,因此他們并不是唯一一個在這方面取得進展的團隊。這項研究成果已經發表在了《自然光學》雜志上。