海外观察

多家公司加大量子密码研发力度量子密码学中发展最好的一类被称为"量子密钥分配"(QKD),它的基础是阻止拦截,而不是防止解密。密钥是一个巨大的数字——如果用十进制表示,那是一个上百位的数字。发送者在发送加密信息前用一系列光子(光的粒子)把这个数字发送给接受者。第三方要想读取这次传送加密信息需获得密钥,必须破坏一些光子。由于接收者肯定会注意到丢失的光子,第三方需要制造     

量子密码 破解绵绵无绝期

现在:RSA加密法是最先进的加密技术,它允许两个人之间使用公共密钥和私有密钥通过因特网相互传送秘密信息。破解RSA极其困难,但是利用今天的超级计算机花费几年的时间还是可以做到的。随着计算机速度的提升,RSA的加密技术也在不断地改善,但如果一旦开发出采用叠加原理的量子计算机,其运行速度将呈现指数级的增长,那么RSA加密就彻底失去了作用。改变:基于量子力学的加密方法,令量子计算机的强大运算能力也无济于事,这些量子密码系统使用光子来传送加密的密钥,即利用著名的量子力学法则———海森堡不确定性原理来隐藏每一位密钥。当你与…     

外媒速览

Deep Tech科学家最新发明通用量子门,可用作光量子电脑CPU近期,德国马克思·普朗克量子光学研究所的科学家们成功实现了两个光子之间的信息交换,并发明了一款可用于全光量子信息运算的"通用量子门"(unviersal quantum gate)。解决了光子间的信息交换这一核心难题,他们发明的     

量子通信技术

介绍以光学系统来实现量子密码通信的原理和实验。以双狭缝量子干涉实验为例说明光子的波粒二象性，量子纠缠现象。简要介绍纠缠光子对和Bell不等式，重点介绍BB84和B92两种协议的编码原理和密钥分配过程，扼要介绍量子传态。分析了量子密码的实验发展现状。应用前景。     

不需要经典信道的量子密钥分配协议

量子密钥分配协议是目前实现密钥分配最安全的方法。通常的量子密钥分配协议都需要一个辅助的经典信道来生成量子密钥。本文提供了一个利用GHZ态的量子密钥分配协议,它不需要辅助的经典信道就可以生成和分配密钥。我们证明了该协议是安全的,没有攻击者可以窃取密钥而不被发现。     

玻尔理论应讲清的两个问题

一、光子使原子发生能级跃迁与实物粒子 (如质子、电子等 )使原子发生能级跃迁的区别 .用具有一定能量的光子、实物粒子都能使原子发生跃迁 ,处于基态 (或激发态 )的原子受光子照射或被实物粒子轰击是怎样跃迁的 ?它们又有何区别呢 ?下面分析光子使原子发生能级跃迁的实质 .根据量子观点 ,光子是一份一份的 ,光子的能量 hν也是一份一份的 ,每一份光子 ,每一份光子的能量均不可“分”.用光子 (电磁波 )作用到原子上 ,使原子发生跃迁 ,就必须满足“hν=En- Ek”(光子能量超过原子电离所需能量除外 ) ,只有频率ν=( En- Ek) /h的光子才能使 …     

量子通信系统设想

量子通信系统设想平生译余炎校根据两位美国物理学家的看法，传送信息的最经济方式可能是由接收者自己发送一半信息。ＩＢＭ沃森研究中心的贝内特和威斯纳在考虑以个别光子流的形式传送信息时，想到了这个奇妙的通信系统。他们认为可以用一个光子来传送二位，而不是一位信...     

基于量子态比较的量子密钥分发协议

基于两量子态比较思想,提出了一个新颖的量子密钥分发协议.该协议具有理论上的无条件安全性.同时,通过对提出的协议在实际情况下的安全性进行研究,表明新协议可抵抗光子数分裂攻击,且在相同的密钥比特率条件下其安全传输距离比Bennett 1992协议更远.     

诺奖科学家的B面

<正>2022年的诺贝尔物理学奖,颁给了法国的阿兰·阿斯佩、美国的约翰·克劳泽、奥地利的安东·塞林格。他们通过光子纠缠实验,确定贝尔不等式在量子世界中不成立,并开创了量子信息这一学科。科学又文艺塞林格非常喜欢《银河系漫游指南》。这是英国作家道格拉斯·亚当斯写的科幻小说。     

BB84协议与量子密钥分发的应用

为保证Alice与Bob交换安全的密钥,针对RSA公钥密码算法存在的隐患,在引入单光子不可分割与量子态不可克隆的基础上,运用量子态具有波动、叠加、观测而瞬坍的本征属性,以单光子为信息载体,通过对BB84协议与贝尔不等式的讨论,实现量子隐形传态的密钥分发,从而保证经典信道上密文通信的无条件安全;同时凝炼量子密钥分发应用与...     

量子信息

量子信息是量子力学与经典信息相结合的产物 .量子力学从她诞生的那一天起 ,就被人们用来认识和改造世界 .我们现在广泛使用的计算机、电视机和移动电话等内部的许多元器件都是建立在量子力学基础上的 .可是我们对信息的交换和处理在原理上仍然是经典的 .人们对信息的运用包括两方面 ,一方面是信息的交换 ,另一方面是对信息的处理 .现在广泛应用的信息交换手段仍然属于经典范畴 .无论采用何种经典加密方式 ,密钥传递过程中都有被第三者窃听解密的可能性 .近年来 ,科学家提出了用量子力学原理建立起来的密钥交换方法 .量子力学原理本身决定了…     

基于BB84协议的量子密码体制浅析

量子密码学是量子力学原理和经典密码学相结合的产物,具有可证明的安全性.量子密码有助于对窃听者的非法侵入进行检测,为通信网安全提供保障,而这是公钥密码体制所不具备的.在BB84协议密钥产生和分配中,通信双方利用初始密钥进行身份认证,既能提高效率,又增强了系统的安全性.     

激光场与原子相互作用

本文用量子理论研究激光场与三个原子的相互作用。当初始条件为激光场中有N个光子,而三个原子都处于高能级时,得到了光子数和原子状态各自随时间的变化关系。光子数很大时,量子理论结果与半经典理论结果是一致的。     

光电信息产业——21世纪高科技主导产业

当今世界已跨入了信息时代,电子和光子是两大信息载体。激光和光纤——20世纪最伟大的发明,已成为发展光电子信息产业强大的推动力。近年来,光电信息技术产品正以每年两位数的惊人速度强劲增长,使之成为了20世纪末发展最快的产业。科学家们断言,光电信息产业,将成为21世纪高科技主导产业。目前,光电信息产品已进入了千家万户,进入了工农业生产、科学实验、文化教育、生物医疗,在国防现代化中也发挥着巨     

一步批量制备氮掺杂石墨烯量子点

因为其独特的量子局域效应,氮掺杂的石墨烯量子点在光电器件的应用上有着良好的前景。由于传统的制备方法中,石墨烯量子点的产率通常不足百分之一,进行氮掺杂的时候会出现进一步损耗,极大限制了其应用。本文提供了一种一步制备氮掺杂石墨烯量子点的方法,而且产率能达到百分之三十以上,将会对促进它在光电领域的实际应用。     

让生活"改头换面"的六大新技术

在世界各地的实验室中,众多科研人员正忙于创新研究和开发,他们的努力将为我们带来一些全新的技术。它们将会在随后的十年间进入我们的社会,届时将对人类生活产生巨大的影响,并将改变我们的世界。分子成像———把眼睛长进“肉”里。量子密码系统———让“黑客”无可奈何。网格计算———全球共用一个“大脑”。无线传感器网络———用“神经”连接地球的每个角落。可注射组织工程学———医学上的“遁地术”。糖原学———能治百病的“甜苹果”。让生活“改头换面”的六大新技术@夏强辉     

诺贝尔奖：拓宽人类认知的边界

<正>2022年诺贝尔奖花落谁家10月6日,2022年诺贝尔文学奖最终颁发给法国女作家安妮·埃尔诺的消息一出就刷爆了朋友圈。学院给予她的颁奖词是：“以勇气和临床诊断般的敏锐揭示了个人记忆的根源、隔阂和集体的约束。”另外,2022年诺贝尔物理学奖授予阿兰·阿斯佩、约翰·克劳泽和安东·塞林格,他们通过纠缠光子实验,确定贝尔不等式在量子世界中不成立,并开创了量子信息这一学科,他们的实验结束了爱因斯坦和丹麦物理学家尼尔斯·玻尔持续近百年的争论。     

以MCP为基底的CSI光电阴极的研究

紫外辐射一般较弱,在大气中传输衰减较厉害,提高光电阴极量子效率是紫外探测技术的关键。通过对不同基底上光电阴极的分析和实验,得出以MCP为基底的光电阴极在发射模式为反射式时,量子效率高﹑制作工艺简单。并确定了CsI光电阴极厚度与MCP的规格参数的关系。     

提高量子通信中BB84协议传输效率的一种方法

介绍了一种在实用中保证安全性的前提下,降低保密性能以提高量子密钥传输效率的折中方案.即在传输效率和传输保密性上取得更加实用性的平衡的一种方法.     

神奇的“瞬间转移”

《西游记》里,孙悟空等神妖变化多端,刚才还在花果山,眨眼便到了高老庄。大家都知道这是神话,但科学家们的“瞬间转移”技术却将神话变成了理论上的可能。所谓“瞬间转移”技术,就是使人或物件瞬间消失,再在另一个地方重新现形。从1993年4月起,世界各国的六个科学组织便积极从事这门科学的研究工作。最具代表性的是,由澳大利亚国立大学华裔物理学家林平奎博士领导的研究小组,他们曾用一种名为“量子牵引”的技术在光学通信系统的一端把一束激光信息“毁灭”,然后在一米外的另一端,成功地再现了它。研究人员先将一段无线电资料信息编成“光子…