德国慕尼黑大学和英国军方下属的研究机构合作,在量子密码技术研究中取得重要进展。科学家们最近在德国和奥地利边境的楚格峰和卡尔文德尔峰之间用激光成功传输了光子密钥。这一成果发表在最新一期《自然》杂志上。
领导这项研究的慕尼黑大学物理学教授哈拉尔德?魏因富尔特在报告中说,这次传输的距离达到23.4公里,创造了迄今为止的世界纪录。试验的成功使通过近地卫星安全传送密钥并建立全球密码发送网络成为可能。
上世纪下半叶以来,科学家在量子力学的基础上建立了量子密码术的概念。这种加密方法是用量子状态来作为信息加密和解密的密钥。任何想测算破译密钥的人,都会因改变量子态而无法得到有用的信息。与建立在复杂数学计算基础上的传统加密法相比,量子密码术在理论上是“绝对安全”的,在信息交流日趋频繁的今天具有广阔的应用前景。
魏因富尔特介绍说,他们在这次试验中采用的密钥是偏振光。光子用不同偏振角代表二进制位的“0”和“1”,而光子发射的顺序代表了二进制代码的排序。激光信号发射装置每次发送一个有效的光子,而发射方和接收方通过电话核对每个光子的发射和接收时间、是否丢失、偏振角是否改变。一旦发生光子丢失或偏振角改变的情况,发射方就可以从密钥序列中去掉这个光子,从而组成一个新的密钥。
科学家在试验中并没有使用复杂的仪器。接收激光信号的是普通的25厘米望远镜。他们解释说,之所以选择在两座山峰之间试验,是因为在约3000米的高度上,气流扰动对试验的影响比较小。
魏因富尔特说,他们下一步将改进这套密钥收发系统,试验城市内的保密通讯;然后由距地面500至1000公里的近地卫星收发密钥,建立一个密码传输网。研究人员估计,这种技术将首先应用于军事和政府保密信息的传输。但是,在这种技术商业化的问题上,科学家们存在争议。有些科学家担心这种技术会被犯罪集团或恐怖分子滥用。
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