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利用光子形状加密信息

时间:2019-03-22|栏目: 天文 • 物理 |点击:11

    利用光子形状加密信息

    科学家致力于找到最完美的加密技术,为此,他们常求助于光,或者更具体地说,光子。目前的技术已经能够发送表示1或0的信号,这利用了单个光子的偏振状态,即它们是垂直的还是水平的。但现在看来,还有更好的办法,也就是利用光子的独特形状来表示更多所需的字符,如字母。一个国际研究团队发现了一种方法,可以用激光分辨光子的独特形状,然后恢复其中编码的信息。相关论文发表在《物理评论快报(Physical Review Letters)》上。

    到目前为止,光子形状加密技术仍存在一个问题。光子的形状是在指定时间和位置预测的结果,但事实上,一旦通过媒介(如光缆)传输,其形状将被扭曲。为了解决这些问题,马克•贝利尼(Marco Bellini fired)及其领导的团队在同一方向上发射激光束作为移动光子,该激光束可能抵消光子的信号或增大信号强度,从而使其更容易被探测到。为了找到合适的激光束,该团队逐一发射各个短脉冲,直到找到适当的那一束,恰能增大信号至足够强度而能检测到。

    为了减少试验次数,最快找到能使光子信号强度最宜测量的激光束(而不是随机发射激光束,直到碰巧撞上“理想激光束”),该团队非常巧妙地利用了遗传算法来微调参数,正因为此,他们才能迅速瞄准合适的激光束。

    然后,利用他们自己设计的一种光子信号检测手段,该团队证明了,他们的技术能实现数据解码:首先,根据预设频率发射特定形状的光子;然后,使用其激光技术检测这些频率。为了进一步证明,他们为相位相反的光子设定频率,自然,激光检测不到这个光子。这就证明了,他们探测到的光子信号恰恰就是他们找的那个。

    短时间内,该团队开发的方法不会产生可应用的防破解加密技术,但它确实表明,该技术切实可行,这足以激励进一步的研究了。

    (环球科学 邱晓琰)

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