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臺灣第一個量子加密通訊網路—量子國家隊開發出來了!


近年資訊安全已成為世界各國重要的課題,國科會為提升我國量子科技實力,自110年攜手經濟部及中研院,整合產、官、學、研等成立量子國家隊,致力於研發包括「量子通訊」等技術項目,歷經1年半,研發出臺灣第一個量子加密通訊網路,全面提升網路通訊的安全性,讓臺灣在量子加密通訊技術領域成為領導者。

國科會主委吳政忠表示,身處於急遽變動的世代,因應新興科技的產出或是各種環境變遷,更凸顯科技發展及提前布局的重要性。量子科技發展作為國科會八大前瞻科研平臺之一,藉由跨部會合作,結合不同領域之人才與團隊、最具優勢的產業資源,在有限的資源下,打造最適合臺灣發展的路線,臺灣自製的量子通訊加密網路的模式,就是一個很好的案例。

負責研發這項技術的清華大學物理系副教授褚志崧說明,目前網路上廣泛使用的加密方式是RSA加密演算法,要對極大整數做質因數分解需要幾十億年,被視為難以破解;但在量子電腦出現後,完成分解的時間可能縮短到只需幾秒鐘,因此尋求更安全的加密方式已迫在眉睫。褚教授也說明,量子加密技術是運用量子力學的「測不準原理」,量子兩兩成對特性;只要想要竊聽A,破壞了彼此的同調性,B就隨之改變,因此無論花再多的時間計算也無法破解,可達到永久加密的目標。

研究團隊先前與清華前瞻量子科技研究中心2019年即利用自製的「單光子光源」建立量子加密通訊網路雛型,成功展示了點對點的通訊。此次為簡化量子加密系統的操作並增加實用性,團隊採用時間編碼的「弱同調態」技術,也就是以較簡易的衰減雷射脈衝來取代量子光源,大幅提升量子金鑰產率,提升傳輸速度,成功的讓量子通訊速度比先前提升了100倍。此外,採用星狀網路可有效連結多個用戶端點,未來可應用於金融財務、電子商務、個資傳遞及國防通訊上。

現場演示這套量子加密通訊系統,一旦有人竊聽,就只能聽到雜訊無法接收清晰訊號。清華大學校長高為元對於今天的演示,令他想起1876年加拿大發明家貝爾的那句「華生先生,快過來,我需要你!」貝爾因不小心打翻一瓶酸性溶液而緊急呼叫助理,成為史上第一通電話。147 年前的那通電話改變了人類歷史,他也為今天的這通加密電話即將啟發未來無限可能性感到興奮。

研究團隊將與中華電信合作,將現在的量子加密通訊星狀網絡技術,延伸成跨縣市的量子通訊技術,以利後續投入實際應用。

清華大學量子加密通訊網路研究團隊由褚志崧領軍,團隊成員包括黃聖耀、蔡宗穎、陳彥儒、楊竣堯、施彥安、鄭畯元、高永成、王昭元、郭智雯、劉呈泓等碩博士生及博士後研究員。


國科會主委吳政忠致詞

合影左起為國立清華大學物理學系褚志崧副教授、國立清華大學理學院牟中瑜院長、國立清華大學研究發展處邱博文研發長、國科會自然處羅夢凡處長、國立清華大學高為元校長、國科會吳政忠主任委員、中華電信 林榮賜執行副總經理、中華電信研究院寬頻網路研究所李榮瑞所長、國立清華大學物理學系(量子系統推動小組) 果尚志召集人、量子系統推動小組張文豪執行長及量子系統推動小組王明杰總工程師


主文來源:國家科學及技術委員會_自然科學及永續研究發展處 ECDA資料中心編輯

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