06.07.2021188博金宝亚洲体育

MDI-QKD实现了不可访问的量子密码

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约书亚·斯莱特
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QuTech的工程师可以通过使用独立于测量设备(MDI)的量子密钥分配(QKD),为许多用户提供成本可调的不可访问通信。值得一提的是,得益于思科,传统互联网在荷兰电信供应商KPN的同一根光纤上并行运行。MDI-QKD是迈向可访问量子互联网的重要一步。188博金宝亚洲体育

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Alice和Bob可以使用MDI-QKD使用量子密钥进行通信和安全发送文件。信贷:QuTech

目前,安全通信是基于这样一个事实,即使用传统计算机破解密码是很慢的。这包括数据中心之间的通信,政府间的通信,或关键基础设施,如银行,能源和机场。有些通信线路根据法律或用户要求保密。任何攻击者都可以记录这些信息,然后解密它们。不幸的是,计算机正变得越来越快,随着量子计算机即将问世,速度甚至更快。

对窃听的终极防御

Joshua Slater, MDI-QKD项目的团队负责人:“重要的传统加密方法依赖于,例如,公钥和私钥。这两个键本质上是两个属于一起的大数字。它们的安全性是基于这样一个事实,即只用公钥知识来计算私钥是困难且缓慢的。不幸的是,随着非常强大的计算机(如量子计算机)的引入,计算私钥变得非常简单,然后加密就会变得不安全。”

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因为Alice和她的银行使用量子密钥分配(QKD),黑客无法窃听他们。此外,Alice和她的银行不必信任中心节点就可以安全地通信。信贷:QuTech

窃听的解决方案——无论是现在还是将来——是使用量子密钥分配(QKD)。在量子通信中,窃听信息会干扰量子密钥的传输。斯莱特:“如果量子信号受到干扰,用户知道不要使用生成的密钥进行安全通信。一旦量子密钥成功地与预期的接收者共享,其余的安全通信将受益于‘前向保密’:即保证密钥分发不会在现在或将来被破解。”

斯莱特解释说:“不幸的是,目前商用QKD系统很难在网络中扩展。“为了解决所有这些问题,我们建立了一个独立于测量设备(MDI)的QKD系统,在该系统中,多个用户可以通过一个像典型的电话交换机操作员一样操作的中心节点连接起来。重要的是,中心节点不需要被信任。整个系统的设计是这样的:黑客攻击中心节点不会破坏协议的安全性。”

可伸缩的量子网络

Slater:“我们的系统相对于其他QKD系统的一个主要优势是它可以扩展到许多用户。我们的MDI-QKD可以用于星型物理网络。QuTech的研究人员此前已经进行了MDI-QKD的第一次原理验证演示,第一次演示了部署的光纤,第一次演示了使用成本效益高的现成硬件。”

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由于测量设备独立(MDI)系统,整个网络很容易扩展到许多用户。信贷:QuTech

斯莱特说:“我们在这里首次展示的一项重大成就是,我们的量子信号通过与传统互联网流量相同的光纤传输。”“使用思科提供并与我们配置的标准设备,我们通过相同的光纤在两个地点之间建立了两个多路网络。这两个网络的存在并不影响我们量子系统的性能。从本质上讲,我们已经展示了我们的系统是如何共存、并行的。”

KPN首席数字和技术官兼执行委员会成员Babak Fouladi表示:“这是保障未来互联网流量安全的重要进展。”“我很高兴我们能够利用荷兰的网络为实现这一观点做出贡献。像MDI-QKD这样的解决方案不仅应该保护现在的用户,而且还应该让交流尽可能地面向未来。”

代尔夫特-里杰斯维克-海牙的示威游行

目前的系统包括三个标准的电信机架,每个在荷兰的不同城市。第一个连接到演示设置的“用户”代号为Alice,住在代尔夫特。第二个用户名叫鲍勃(Bob),坐在海牙KPN的一栋大楼里。中心节点,查理,位于两者之间。每个用户都通过标准的光纤连接到中心节点。此外,用户和中心节点能够通过正常的互联网进行通信,或者直接通过(相同的)光纤,或者间接通过任何互联网连接。

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Alice是位于代尔夫特理工大学(荷兰)的一个标准电信机架,代尔夫特理工大学位于邻近城市Rijswijk的中心节点,Bob位于海牙KPN。信贷:QuTech

最后,MDI-QKD的部署代表着走向未来量子互联网的重要一步。188博金宝亚洲体育这个网络被设计成在未来可以升级:像Alice和Bob这样的用户可以升级他们的功能(使用量子处理器、量子中继器、量子纠缠、量子内存、量子计算机等等),而中心节点和网络的其他部分保持不变。该网络是面向未来的,并准备为量子的未来进行升级。

“这是一个伟大的里程碑,也是在荷兰部署国家量子网络基础设施的重要基础。这是荷兰国家量子技术议程的主要目标之一,该议程由Quantum Delta NL执行,”Quantum Delta NL的主管Jes188博金宝手机se Robbers说,该公司今年4月从荷兰政府获得了6.15亿欧元。

更多的信息?

QuTech制作了一个动画来解释MDI-QKD的优点。你可以在下面找到它在我们的YouTube频道

更新在一次在线活动中,演示了MDI-QKD系统。你可以找到整个事件在我们的YouTube频道

你可以自由地使用上面的动画和图像,当你记名:“Vincent de Mees,苗条的情节QuTech”

如需更多信息、更多视觉材料和/或面试请求,请联系:

MDI-QKD是什么意思?

独立于测量设备(MDI)的量子密钥分配(QKD)可以在传统互联网并行运行的情况下,为许多用户提供成本可调的不可访问通信。想知道更多吗?观看下面的动画。

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