利用经典噪声和量子噪声的无条件安全的无线有线地-卫星-地通信网络
在该研究中,研究人员提出基尔霍夫定律-约翰逊噪声(KLJN)协议作为卫星通信安全的新方案。该方案通过结合简易性、成本效益、抗干扰性与无条件安全性,有望彻底革新卫星通信安全领域。与需要光子探测器和专用光链路等复杂脆弱且昂贵基础设施的量子密钥分发(QKD)不同,KLJN仅需标准电子元件和导线即可运行,显著降低了实施成本和部署难度。KLJN的安全性基于经典物理学基本定律,不受环境及辐射噪声干扰,在卫星通信的严苛环境中表现出极高可靠性。这种鲁棒性加上与现有基础设施的无缝整合能力,使KLJN成为确保卫星通信安全可靠性的革命性量子方案替代品。 该工作探讨了在战略性地对卫星网络中实现无条件安全通信的价值,这类网络需应对包括量子计算在内的先进计算威胁。该团队对比分析了两种无条件安全方案——KLJN协议与QKD——在空间系统中的适用性。虽然QKD利用量子力学原理保障安全,但其面临成本高昂、系统复杂和环境敏感性等挑战。相比之下,KLJN协议运用经典物理原理,为地面系统提供了更简易、经济且稳健的解决方案。研究结论表明,KLJN在简易性、成本效益和稳健性方面具有显著优势,是众多安全通信应用的理想选择。
