NTU科学家开发的微型芯片尺寸约为3mm，与现有的行业标准相比，它使用量子通信算法来提供增强的安全性。

　　同时，它需要比当前的量子通信设置少1000倍的空间，从而为更安全的通信技术打开了大门，这些通信技术可以部署在智能手机，平板电脑和智能手表等紧凑型设备中。

　　近日消息，新加坡南洋理工大学（NTU新加坡）在最新一期《自然光子学》杂志上撰文称，他们开发出一种量子通信芯片，尽管其“块头”仅为现有装置的千分之一，但能提供同样出众的量子安全技术，可用于智能手机、平板电脑和智能手表等紧凑型设备内，提升其通信安全性。

　　南洋理工大学简称南大（NTU），成立于1981年（前身南洋大学成立于1955年），作为新加坡的一所科研密集型大学，它在纳米材料、生物材料、功能性陶瓷和高分子材料等领域研究一直享有盛名。

　　此次研究主要是由南洋理工大学刘爱群教授领导，刘爱群教授1994获新加坡国立大学博士学位，现任职于南洋理工大学电气与电子工程学院，主要研究方向是下一代光通信技术、非线性波导仿真、光纤光栅、WDM通信系统等。

　　安全通信方法中使用的大多数的安全标准，从ATM提取现金到在智能手机上在线购买商品，均未利用量子技术。个人识别码（PIN）或密码的电子传输可能会被拦截，从而构成安全隐患。

　　NTU科学家开发的微型芯片尺寸约为3mm，与现有标准相比，它使用量子通信算法来提供增强的安全性。它通过将密码集成在所传递的信息中来形成安全的量子密钥，从而实现这一目的。收到信息后，它会与密钥一起销毁，即阅后即焚从而使其成为一种极其安全的通信形式。

　　它所需要的空间也比目前的量子通信设置少1000倍，后者可以像冰箱一样大，甚至占据整个房间或办公室地板的空间。这为更安全的通信技术打开了大门，这些通信技术可以部署在智能手机，平板电脑和智能手表等紧凑型设备中。它还为在线交易和电子通信的更好的加密方法奠定了基础。

　　研究人员表示，最新量子芯片需要的空间仅为目前量子通信设备的千分之一，这为更安全的通信技术打开了大门，可安装在智能手机、平板电脑和智能手表等紧凑型设备内。此外，它还为用于在线交易和电子通信的更好的加密方法奠定了基矗

　　刘爱群认为：“在当今世界，网络安全非常重要，因为我们的许多数据都是以数字方式存储和通信的。几乎所有数字平台和存储库都要求用户输入密码和生物识别数据，只要是这种情况，就可能被窃听或破译。量子技术消除了这种情况，因为密码和信息都集成在正在发送的消息中，形成了量子密钥。”

　　梁川解释说，量子通信通过使用随机化的代码串来加密信息而起作用，该信息只能由预期的接收者使用正确的密钥打开。无需传输其他密码或生物特征数据，这是当前通信形式的标准做法。

　　值得一提的是，此前有消息透露，刘爱群科研团队将这一新款芯片的研发分为4步：芯片设计、加工、封装、量子通信系统搭建。

　　军事级通信技术，具有成本效益

　　谷歌和IBM等全球最大的科技公司都在竞相开发量子超级计算机，它将以现在无法想象的速度彻底改变计算。量子技术的一项备受期待的优势在于密码学，即秘密通信的艺术。

　　随着Internet服务的激增，诸如WhatsApp，Facebook，Skype，Snapchat，Telegram等的电子邮件和消息传递平台已经创建了自己的安全通信渠道，即所谓的经典渠道。

　　简而言之，量子技术不需要经典渠道中必需的密码或生物特征数据的额外传输。这消除了被拦截或信息泄漏的风险，从而创建了几乎不间断的加密。

　　NTU研究人员开发的量子通信芯片将具有成本效益，因为它使用诸如硅之类的标准工业材料，这也使其易于制造。

　　刘教授说：“这是通信安全的未来，我们的研究使我们更接近量子计算和通信。这将有助于引发下一代通信设备的创建，并增强数字服务，例如银行的在线金融门户网站和数字政府服务。”NTU团队现在正在寻求开发传统光通信系统和量子通信系统的混合网络。这将改善量子技术的兼容性，该量子技术可用于更广泛的应用程序，例如互联网连接。

　　国内量子通信芯片现状

　　我国在量子科学方面起步虽不是最早，但却发展很快。随着量子卫星、京沪干线等重大项目的建设，我国量子通信技术已跻身全球领先地位。

　　量子通信有两种方式，一种是利用量子的不可克隆以及测量的随机特点生成量子密钥，另一种是利用量子隐形传态传送量子比特。目前广泛采用的是第一种方式，利用量子的不可克隆性，对传统信息进行加密。

　　近年来，我国在量子通信技术领域不断突破新记录。

　　2018年，清华大学的研究团队首次实现了25个量子接口之间的量子纠缠，打破了先前加州理工学院研究组4个量子接口之间纠缠的纪录。

　　中国科技大学的研究团队在国际上首次实现18个光量子比特的纠缠，刷新了所有物理体系中最大纠缠态制备的世界纪录。

　　中国和奥地利之间首次实现距离达7600公里的洲际量子密钥分发，并利用共享密钥实现加密数据传输和视频通信。标志着“墨子号”已具备实现洲际量子保密通信的能力，为未来构建全球化量子通信网络奠定了坚实基础。

　　2018年5月，上海交通大学金贤敏研究团队最新研究成果世界最大规模的三维集成光量子芯片，并演示了首个真正空间二维的随机行走量子计算。金贤敏长期致力于以光量子集成芯片为核心，以量子计算、量子通信和量子存储的芯片化集成的研究和研发。

　　芯片中的二十组光子阵列里，每组都包含了2401根波导

　　2018年7月，中国科学家一举把量子密集编码的信道容量纪录提升到了2.09，超过了两维纠缠能达到的理论极限，创造了当前国际最高水平。

　　20比特量子芯片

　　2019年8月10号，中国学者开发出具有20个超导量子比特的量子芯片，并成功操控其实现全局纠缠，刷新了固态量子器件中生成纠缠态的量子比特数目的世界纪录。

　　由于量子比特数和操纵精度，是当前国际量子计算科研的两大核心难题，可操纵的量子比特数量越多，计算的能力就将随之呈指数级增长，量子操纵是量子计算的技术制高点，而实现全局纠缠是检验操纵是否成功的标志，这种状态下能够让所有量子比特协同工作，大大提升了量子芯片的运行效率。

　　据了解，这项成果由浙江大学、中科院物理所、中科院自动化所、北京计算科学研究中心等国内单位组成的团队通力合作完成。

　　据前瞻产业研究院发布的《中国量子通信行业市场前瞻与投资策略分析报告》统计数据显示，预测2019年我国量子通信行业市场规模将达425亿元，并预测在2023年我国量子通信行业市场规模将达到805亿元左右。

　　未来，在实际应用中，量子通信技术凭借其绝对通信安全性质以及传送信息的快速性、准确性，在今后的一段时期内或将被大范围推广及应用到军事技术中，而其大容量信息传送和高效快速的性能，可用于涉及秘密数据或票据的金融、电信、电力、电子信息等领域和部门，应用价值和前景非常广阔。