国科会自110年携手经济部及中研院,整合产、官、学、研等成立量子国家队,致力於研发包括「量子通讯」等技术项目,历经1年半,研发出台湾第一个量子加密通讯网路,全面提升网路通讯的安全性,让台湾在量子加密通讯技术领域成为领导者。
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国科会主委吴政忠表示,身处於急遽变动的世代,因应新兴科技的产出或是各种环境变迁,更凸显科技发展及提前布局的重要性。量子科技发展作为国科会八大前瞻科研平台之一,藉由跨部会合作,结合不同领域之人才与团队、最具优势的产业资源,在有限的资源下,打造最适合台湾发展的路线,台湾自制的量子通讯加密网路的模式,就是一个很好的案例。
负责研发这项技术的清华大学物理系??教授褚志崧说明,目前网路上广泛使用的加密方式是RSA加密演算法,要对极大整数做质因数分解需要几十亿年,被视为难以破解;但在量子电脑出现後,完成分解的时间可能缩短到只需几秒钟,因此寻求更安全的加密方式已迫在眉睫。
褚教授也说明,量子加密技术是运用量子力学的「测不准原理」,量子两两成对特性;只要想要窃听A,破坏了彼此的同调性,B就随之改变,因此无论花再多的时间计算也无法破解,可达到永久加密的目标。
研究团队先前与清华前瞻量子科技研究中心2019年即利用自制的「单光子光源」建立量子加密通讯网路雏型,成功展示了点对点的通讯。此次为简化量子加密系统的操作并增加实用性,团队采用时间编码的「弱同调态」技术,也就是以较简易的衰减雷射脉冲来取代量子光源,大幅提升量子金钥产率,提升传输速度,成功的让量子通讯速度比先前提升了100倍。此外,采用星状网路可有效连结多个用户端点,未来可应用於金融财务、电子商务、个资传递及国防通讯上。
现场演示这套量子加密通讯系统,一旦有人窃听,就只能听到杂讯无法接收清晰讯号。清华大学校长高为元对於今天的演示,令他想起1876年加拿大发明家贝尔的那句「华生先生,快过来,我需要你!」贝尔因不小心打翻一瓶酸性溶液而紧急呼叫助理,成为史上第一通电话。147 年前的那通电话改变了人类历史,他也为今天的这通加密电话即将启发未来无限可能性感到兴奋。
研究团队将与中华电信合作,将现在的量子加密通讯星状网络技术,延伸成跨县市的量子通讯技术,以利後续投入实际应用。
清华大学量子加密通讯网路研究团队由褚志崧领军,团队成员包括黄圣耀、蔡宗颖、陈彦儒、杨竣尧、施彦安、郑??元、高永成、王昭元、郭智雯、刘呈泓等硕博士生及博士後研究员。