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高性能探测器将打击光纤通信窃听行为
如何打击数据盗窃、保障支付安全？或许可以从量子物理学中找到答案。借助其相关理论可将信息编码为单光子并以高度安全的方式在光纤中传播 。然而，单光子探测器的性能限制了这种电信技术的广泛应用。
瑞士日内瓦大学和ID Quantique公司合作开发了具有"突破性能"的单光子探测器，将其速度提高了20倍，使量子密钥分发实现了前所未有的性能。上周相关研究成果发表在了《Nature Photonics》上。
应用实例
购买火车票、预订出租车、送等等都是通过移动应用程序进行的交易，都基于支付系统，涉及用户和银行之间的秘密信息交换。为此，银行生成一个公钥和一个私钥，前者传输给客户，后者保密。使用公钥，用户可以修改信息，使其不可读并将其发送给银行；使用私钥，银行就可以破译它。
然而，这个系统受到了量子计算机力量的威胁。为解决安全性这个问题，量子密码学或量子密钥分发（QKD）是最佳选择。它允许双方生成共享密匙，并以高度安全的方式通过光纤传输。因为量子力学定律表明，测量会影响被测系统的状态。因此，如果间谍试图测量光子以窃取钥匙，信息将立即被改变，截获的信息也会被发现。
目前的限制
目前该系统应用的一个限制是用于接收信息的单光子检测器的速度。在每次检测后，探测器必须恢复约30纳秒，这将密钥的吞吐量限制在每秒10兆比特左右。日达瓦大学成功地打破了这一限制。
日内瓦大学表示：目前，我们应用的最快探测器是超导纳米线单光子探测器。这些设备包含一根冷却到-272℃的微小超导导线。如果一个光子击中它，它会升温，并在短时间内停止超导，从而产生可检测的电信号。当导线再次变冷时，可以检测到另一个光子。
创纪录的性能
通过将14根超导纳米线集成到他们的探测器中，研究人员实现了创纪录的检测率。该探测器的计数速度是单线设备的20倍，如果两个光子在短时间内到达这些新的探测器，可以接触到不同的导线，并且都被检测到。而在单线设备上，这是不可能的。所用的纳米线也比较短，这有助于减少其恢复时间。
利用这些传感器就能够在10公里的光纤电缆上实现每秒64兆比特的实时量子密钥成码率。这一速率足以保证有几个参与者的视频会议的安全，在这个距离上，这是当前最先进技术性能的五倍。同时，这些新的探测器的生产并不比目前市场上的设备更复杂。
(八三五八所 秦茜蓉）
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文章转载自微信公众号：津航光电