量子技术有望彻底改变计算的方式之一是通过量子密钥分配(QKD) – 一种量子设备，可以让人们安全地加密和解密通信。
现在，科学家们已经能够严重缩小创造一个所需的空间量。
研究人员开发出了尺寸仅为 3 毫米（0.12 英寸）的 QKD 芯片——考虑到类似的芯片，这是一个令人印象深刻的壮举设置可以像冰箱一样大，甚至可以占据整个办公楼层。
这为此类量子技术开辟了各种新的可能性。 例如，尺寸仅为 3 毫米的芯片可以内置到智能手表或健身追踪器中，但将冰箱绑在手腕上就不太实用。
（新加坡南洋理工大学）
那么为什么 QKD 如此重要呢？ 目前，当我们加密数据时，我们通常使用密码或生物识别数据，这些数据可能会被黑客攻击或泄露。
然而，量子技术允许我们对消息中的密钥进行加密。 只有拥有与消息中的密钥完全相同的密钥的人才能打开它。
“这就像发送一封保密的信，”物理学家 Kwek Leong Chuan 说，来自新加坡南洋理工大学（NTU）。 “想象一下，写信的人把邮件锁在一个信封里，钥匙也在信封里。收件人需要同样的钥匙才能打开它。”
“量子技术确保密钥分发的安全，防止对密钥的任何篡改。”
人们希望这种高度安全的通信方式能够在从提款机到在线购物网站的任何地方使用。 给任何技术贴上“不可破解”的标签都是危险的，但 QKD 已经很接近了。
科技取经典薛定谔的猫悖论通常与量子力学相关，并将其应用于消息传递——在传统的谜题中，一旦观察到猫，我们就知道它是活着还是死了。 在 QKD 中，一旦消息被没有密钥的人观察到，它就变得不可读。
“在当今世界，网络安全非常重要，因为我们的大量数据都是以数字方式存储和通信的，”物理学家刘爱群说来自南洋理工大学。
“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，只要这样，就可能被窃听或破译。”
我们仍在等待完整形式的量子计算成为现实，但 QKD 系统已经存在几年来。 科学家面临的挑战是使技术更小、更实用——这就是这款新芯片的用武之地。
南洋理工大学科学家开发的新解决方案应该相对容易且生产成本低廉，因为它使用了硅等标准工业材料，这些材料已经广泛应用于计算机制造中。
但就目前而言，这仍然只是一个“原理验证”芯片——它展示了可以做什么，但尚未准备好广泛生产或使用。
那应该会及时到来。 首先，像很多人一样类似的创新，我们可能会看到这种量子计算技术与基于经典计算的系统一起使用，同时它得到建立和完善。
尽管开发量子计算系统面临巨大的技术挑战，但科学家们仍在继续边缘更近使真正的量子计算成为现实。 当它确实到达时，这应该意味着我们的数据更加安全。
“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，”刘说。
“它将有助于激发下一代通信设备的创建，并增强数字服务，例如银行在线金融门户和数字政府服务。”
该研究发表于自然光子学。
