基于量子力學最強大的特性和資源,如量子糾纏、隱形傳態(tài)和不可克隆定理的新型技術的快速發(fā)展,量子信息成為了第二次量子革命背后的核心科學。
與此同時,當前,經(jīng)典密碼系統(tǒng)的脆弱性不僅成為對當前的潛在威脅,更是對未來具有更為嚴重和現(xiàn)實的威脅。今天,竊聽者可能截獲他們無法解密的密碼。一旦技術上有足夠大的量子計算機可用,他們就可以存儲這些加密的通信并等待其解密。這意味著消息的機密性可能具有非常有限的生命周期。
在這樣的背景下,量子密碼學對應而生。量子密碼學可以說是量子信息科學中發(fā)展最快的領域,是某種量子比特——由單光子組成:光的粒子,它們也被稱為單個光子或光的量子比特,而這則是極難被黑客破解的。
然而,為了使這些光的量子比特穩(wěn)定并正常工作,它們需要被儲存在接近絕對零度的溫度下——也就是零下270攝氏度,這需要大量的電力和資源。然而,在最近發(fā)表的一項研究中,來自哥本哈根大學的研究人員展示了一種在室溫下存儲這些量子比特的新方法,其時間比以前顯示的長一百倍。
研究人員表示,他們已經(jīng)為我們的存儲芯片開發(fā)了一種特殊的涂層,幫助光的量子位在室溫下時是相同和穩(wěn)定的。此外,他們的新方法使我們能夠?qū)⒘孔颖忍卮鎯ΩL的時間,也就是毫秒而不是微秒,而這在以前卻是不可能的。
無疑,記憶芯片的特殊涂層使得存儲光的量子比特變得更加容易,而不需要大冰柜,后者操作起來很麻煩,而且需要大量的電力。因此,新發(fā)明將更便宜,更符合未來工業(yè)的需求。此外,在室溫下存儲這些量子比特的好處是,它不需要液態(tài)氦或復雜的激光系統(tǒng)進行冷卻。
另外,這是一項更簡單的技術,可以更容易地在未來的量子互聯(lián)網(wǎng)中實施。當然,量子密碼術無疑是迄今為止最成熟的量子技術,但理論和實驗工作都面臨著許多挑戰(zhàn)和懸而未決的問題。而盡管這項新發(fā)現(xiàn)是量子研究的一個突破,但它也仍然需要更多的工作。