新加坡开发出最新量子通信芯片 仅为现有装置的千分之一

编者按：量子计算是最近国际上的热门话题。谷歌宣布，其开创性的超导量子芯片“西克莫”只用了200秒就完成了世界上最强大计算机需要1万年才完成的任务，他们的发现首次证明，量子计算机在某些特定任务上超越传统计算机。新加坡研究人员在最新一期《自然·光子学》杂志上撰文称，他们开发出一种量子通信芯片，尽管其“块头”仅为现有装置的千分之一，但能提供同样出众的量子安全技术，可用于智能手机、平板电脑和智能手表等紧凑型设备内，提升其通信安全性。

图：谷歌Sycamore量子芯片

据美国物理学家组织网近日报道，由南洋理工大学刘爱群（音译）教授领导的团队最新开发的微型芯片大小约3毫米，使用量子通信算法提供增强的安全性——将密码集成在被传递信息中形成安全的量子密钥，信息收到后，会与密钥一起销毁，从而使其成为一种极其安全的通信形式。

研究人员表示，最新量子芯片需要的空间仅为目前量子通信设备的千分之一，这为更安全的通信技术打开了大门，可安装在智能手机、平板电脑和智能手表等紧凑型设备内。此外，它还为用于在线交易和电子通信的更好的加密方法奠定了基础。

随着互联网服务的激增，诸如WhatsApp、Facebook、Snapchat等电子邮件和消息传递平台已经创建了自己的安全通信渠道——所谓的“经典通道”。相比之下，携带信息的量子信道具有集成到加密数据中的安全协议。每个通道彼此不同，从而减少甚至消除了在传输过程中信息被拦截或泄漏的风险。

研究人员称，量子技术不需要“经典信道”中必需的密码或生物特征数据的额外传输，这消除了拦截或信息泄漏的风险，从而创建出几乎不可破坏的加密。

此外，新量子通信芯片将具有成本效益，因为它使用标准的工业材料硅等制成，易于制造。

刘爱群说：“量子技术是安全通信的未来，这项研究使我们距离量子计算和通信更近，有助于开发下一代通信设备，并提高诸如银行在线金融门户等数字服务。”

该团队目前正致力于开发传统光通信系统和量子通信系统的混合网络，这将改善量子技术的兼容性，使其可用于更广泛的应用程序，如互联网连接等。

2019年10月23日，谷歌在持续重金投入量子计算13年后，成功摘取量子计算领域的一个重要里程碑：实验证明“量子优越性”，在特定任务上，量子计算机可以大大超越经典计算机的计算能力了。中国科技大学潘建伟教授认为，应该指出的是，谷歌的阶段性实验绝不是终点，而是一个起点。今年9月份在合肥举办的新兴量子技术国际大会的白皮书指出，量子计算研究可以沿如下路线开展：“第一个阶段是实现量子优越性，即针对特定问题的计算能力超越经典超级计算机，这一阶段性目标将在近期实现；第二个阶段是实现具有应用价值的专用量子模拟系统；第三个阶段是实现可编程的通用量子计算机，还需要全世界学术界的长期艰苦努力。

本文资料来自科技日报和新浪科技，本文整理分享。