首个量子网络实用匿名通信协议诞生!未来量子

 行业动态     |      2020-06-10 10:21

互联网安全传输信息的能力非常重要,大多数情况下,窃听者可以知道信息发送者和接收者是谁。在某些高度机密的情况下,发送者和接收者身份保持匿名是很重要的。量子网络通信协议仍处于开发的早期阶段,到目前为止,量子网络提出的匿名方法面临着一些挑战。

比如:实现困难或要求对量子通信资源做出强有力的假设,使得量子网络不能在现实世界中使用。来自牛津大学、麻省理工学院、索邦大学、巴黎大学和CNRS的Anupama Unnikrishnan、Ian MacFarlane、Richard Yi、Eleni Diamanti、Damian Markham和Iordanis Kerenidis等科学家在一篇新研究论文中,提出了量子网络中匿名通信的第一个实用协议,该协议使匿名量子通信更接近于在实验室中的演示。

该通信协议在最坏的情况下,也可以保证匿名:即不需要网络用户的诚信,甚至不需要信任用户共享的量子纠缠。新协议的工作方式如下:首先,想要发送消息的用户匿名通知接收者;然后在通信协议中,一个不可信源创建出一个称为Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)状态的纠缠量子态,并将其分配给参与者,然后用户有两个选择:可以通过运行验证测试来检查状态是否真的是GHZ状态,或者用户可以使用状态进行匿名量子通信,大多数时候,用户处于测试状态。

如果验证测试失败,表明可能存在违规问题,则将自动停止参与者使用协议,也就不能完成通信。通过这种方式,行为不端的来源很可能会被识别出来。如果用户选择使用状态进行匿名通信,则用户在GHZ状态执行某些操作和验证,以便在发送者和接收者之间创建“匿名纠缠”,使得用户现在通过匿名量子信道连接。使用这个通道,发送者可以使用量子隐形传态来匿名地向接收者发送量子消息。

研究表明,即使在存在缺陷的现实网络中,用户仍然可以在安全参数epsilon内近乎匿名地进行通信,这种方法称为“epsilon-匿名协议”。在未来,匿名传输信息的能力,对于未来量子互联网的许多潜在应用将至关重。然而,在此期间,还需要做更多研究,目前研究人员正在研究该协议在现实量子网络中的可行性。

博科园|Copyright Science X Network/Lisa Zyga,Phys参考期刊《物理评论快报》DOI: 10.1103/PhysRevLett.122.240501博科园|科学、科技、科研、科普