新型量子技术有望大幅提升安全通信速度

产业资讯 QuantumWire 2026-04-21 14:53
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2026年4月16日——巴伊兰大学一项新研究标志着量子信息处理领域的重大突破,首次实现了在多频率通道上同步传输、操控和测量量子信息,而非逐通道处理。该研究成果近期发表于《科学进展》期刊。

该方法通过充分利用量子光源已有的巨大带宽,可使量子密钥分发和量子隐形传态等量子通信技术的运行效率大幅提升。

当前量子信息处理的主要瓶颈并非光源本身,而是测量技术。量子光源可在极宽光谱范围内工作,但标准探测器仅能测量其中极小部分带宽,导致大部分可用容量被闲置。

为突破这一带宽限制,巴伊兰大学研究团队运用其发明的超快量子检测方法(即参量零差探测技术),实现了多频率通道光量子纠缠的同步检测。

在本研究中,该团队将这项技术推向新高度,展示了并行量子信息处理能力。通过结合宽带压缩光、频谱整形和参量零差探测技术,他们成功实现了多量子通道的同步生成、操控与测量。

作为原理验证,研究团队通过实验在23个独立频谱通道上实现了连续变量量子密钥分发(CV-QKD),并具备对各通道窃听行为的检测能力。此外还演示了多路复用量子隐形传态。

结果表明,量子系统无需逐通道运行,而是可以在光谱范围内同步利用多个通道,这有望将量子协议的吞吐量提升数个数量级。

“我们坐拥巨大的量子带宽资源,但至今未能充分利用。”该研究负责人、巴伊兰大学物理系兼纳米技术与先进材料研究所的阿维·佩尔教授表示,“这项工作揭示了如何打开这个瓶颈,实现多量子通道并行运行——这一突破将极大提升安全通信及其他量子技术的速度。”

研究人员指出,该方法最终可能实现大规模并行量子处理,实际系统有望支持数千个通道同时运行。

佩尔补充道:“这才是将量子通信推向实用化规模的正确路径。通过多通道同步运行,我们能显著提升这些系统的实际性能。”

该研究为构建更快速、更具扩展性的量子网络指明了方向——关键在于充分开发利用光量子现有的带宽潜力。