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【裘槎科研獎】量子「兩路」疊加 通訊負負得正

2017-12-12
■朱古歐.克貝拉(圖)成功利用「量子疊加」理論讓兩條不能使用的通訊線路結合成全新線路。 香港文匯報記者唐嘉瑤  攝■朱古歐.克貝拉(圖)成功利用「量子疊加」理論讓兩條不能使用的通訊線路結合成全新線路。 香港文匯報記者唐嘉瑤 攝

港大將兩不安全線路轉化 有望拓新模式增效能更安全

量子通訊是近20年新發展起來的跨學科研究領域,當中香港科學家亦積極尋求突破。今屆「裘槎優秀科研者獎」得獎者之一,香港大學工程學院計算機科學系副教授朱古歐.克貝拉( Giulio Chiribella)及其團隊,成功在量子通訊世界做到「負負得正」,他利用「量子疊加」讓兩條不能使用或不安全的通訊線路結合,成功得出一條有用或安全的全新線路,有望開拓全新的量子通訊模式,同時提高通訊效能及安全性。有關項目將開創一個涉及量子力學、信息科學及時空物理的全新交叉領域,為通訊網絡開拓一片新天地。■香港文匯報記者 唐嘉瑤

量子通訊是指利用「量子糾纏(quantum entanglement)」進行信息傳遞的一種新型的通訊方式,「量子糾纏」是一種可存在相隔甚遠的粒子之間的關聯,簡單來說,就是兩個處於糾纏狀態的量子像有荂u心靈感應」般,無論相隔多遠。一個量子狀態變化,另一個也會改變。

這奇特的現象,曾被愛因斯坦形容為「鬼魅般的超距作用」。

去年中國就成功發射了全球首個量子通訊衛星「墨子號」,月前更成功引證同一對量子能於千公里以外糾纏分發,為實現未來絕密通訊邁出重要一步,亦確立了量子通訊科研的領導地位。

港大學者克貝拉亦積極投入相關研究,他發現量子通訊的保密性、量子傳感器的精確度及量子電腦速度間的聯繫,又致力把量子力學的基本物量理論與新型高效的信息處理方法相結合,希望尋求突破。

剛獲得裘槎科研獎的克貝拉,會得到200萬元的科研基金及替代講師津貼,供他在未來一年免於教學,以集中精神研究全新的量子通訊模式。

他分享指,去年其團隊成功利用「量子疊加」(quantum superposition)理論,將兩條因雜訊而無法通訊的線路,結合轉化成一條可通訊的線路,另一方面,研究亦能將兩條不安全的通訊線路,成功轉化成一條更安全的線路,完成收發兩端之間的通訊。

更高數據量 通訊更安全

有關發現將現有兩種不可能或沒用處的通訊,「負負得正」變成可能,可望開拓嶄新的量子通訊模式,而新的模式不僅具有更高的數據容量,同時提高通訊安全性,使發送者及接收者完成保密通訊。

克貝拉以火車運輸舉例說明,他指「在傳統認知中,每次只能有一列火車在軌道上行駛及駛往目的地,但『量子疊加』理論卻能打破界限,讓多輛火車同時往不同方向出發,亦可神奇地到達指定的目的地」,可見新方法更為省時、方便和更有效率。

他又透露,下一步計劃把兩條以上的通訊線路轉化成一條可通訊的線路,讓訊息可同時使用多條通訊線路傳送以提高效率,增加收發雙方可供保密通訊的容量。

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