理大研發量子通訊晶片 完成全球最長55公里光纖網絡量子加密傳輸

撰文:蕭通
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量子科技發展一日千里,量子計算機強大的運算能力,足以瞬間破解現時加密技術,或對金融交易驗證、數據跨境私隱保護、物聯網設備通訊等方面構成安全威脅。全球各地積極發展量子加密技術,以應對量子時代的網絡安全風險。香港理工大學日前在量子通訊取得重要突破,完成以量子晶片為平台的全球最長光纖量子通訊網絡安全測試,為量子通訊商業化應用揭開新篇章,亦切合國家「十五五」規劃未來產業佈局中,將量子科技排在首位的戰略佈局。

劉愛群教授(中)以及其研究團隊在理大量子技術研究院。(理大提供圖片)
理大研發的量子晶片,具備「高速率、高穩定性、低成本、可大批量生產」的四大優勢。 (理大提供圖片)

香港首個量子通訊網絡 測試證能支持逾百公里加密光纖通訊

理大量子技術研究院院長、電機及電子工程學系量子工程與科學講座教授、香港全球傑出創科學人劉愛群教授,領導其團隊研發了量子通訊晶片,成功搭建香港第一個量子通訊網絡。

理大量子技術研究院在劉愛群領導下,以半導體技術自主研發出一枚僅12毫米乘4毫米的量子晶片,並透過運用香港HKCOLO.NET數據中心捐贈的光纖網絡,完成了光纖網絡量子加密傳輸測試。這個光纖網絡長約55公里,連接港九新界4個節點,包括理大、另一所大學,及兩所位於將軍澳和柴灣的大型數據中心,期間量子晶片編碼並發射光子組成量子訊號,在點對點之間加密及傳送訊息。

量子晶片以1.25GHz(千兆赫)時脈高速運行,產生和傳輸量子編碼訊號,達到45.73kbps(千位元每秒)的穩定密鑰生成速率,支持實現百公里以上的加密光纖通訊。此外,系統根據溫度變化和振動等環境因素調整,以保持連接穩定,充分證實了商業應用的可行性。

理大研究團隊成功完成約55公里光纖網絡測試,連貫港九新界四個節點。(理大提供圖片)

量子晶片實「國之重器」 助國際金融中心應對網絡攻撃挑戰

劉愛群表示,量子通訊加密基於量子力學基本原理,量子不可複製,理論上幾乎無法破解。小小量子晶片,實為「國之重器」。它守護着香港未來數字金融的安全,更捍衛着其國際金融中心的地位。

他指出,有別於以光學器件組裝的量子加密系統,理大研發的新一代量子晶片,具備「高速率、高穩定性、低成本、可大批量生產」四大優勢。相關設備體積小、重量輕、易安裝,尤其適合大規模部署。更重要的是系統兼容性強,可適用於現行網絡通訊系統數據中心與計算中心,有助金融機構及政府部門等快速進行系統升級,以應對算力升级帶來的網絡攻撃挑戰。

他補充說,理大量子技術研究院將在現有的網絡基礎上,進一步完善和開展多點傳送的規模化部署測試,推動技術在更廣領域的不同商業場景應用,為香港跨入下一代智能量子網絡(Smart Quantum Network)提供全方位的環境安全保障和支撐。