由于一组国际科学家创造了一个独特的原型，这个原型可以改变我们在线交流的方式。因此，世界离拥有完全安全的互联网和应对日益增长的网络攻击威胁又近了一步。

这项由布里斯托大学牵头，在今日《科学进展》(科学进展)杂志上公开的发明，有潜力为数百万用户提供服务，被认为是历史上最大的量子网络，可以用来保护人们的在线交流，尤其是在加速这些互联网主导的时代。

通过部署一项新技术，利用简单的物理定律，它可以使信息完全畅通，同时，它可以克服以前很少使用但被广泛宣传的技术所限制的巨大挑战。

“这代表了一个伟大的突破，使量子互联网成为一个更现实的命题，”该项目的主要作者、该大学QET实验室的西达斯乔希博士说。到目前为止，构建量子网络需要巨大的成本、时间和资源，并且往往会损害其安全性，从而破坏整个目标。"

“我们的解决方案可扩展，相对便宜，最重要的是不透水。这意味着它是一个令人兴奋的游戏规则改变者，为这项技术的更快发展和广泛推广铺平了道路。”

如今的互联网依靠复杂的代码来保护信息，但黑客越来越擅长让这样的系统变得更智能，这导致了全球范围内的网络攻击，每年造成数万亿英镑的重大隐私泄露和欺诈。预计这种成本会大幅上升，寻找替代方案的理由更加引人注目。几十年来，量子被认为是标准加密技术的革命性替代品。

到目前为止，物理学家已经开发了一种称为量子密钥分配的安全加密形式，在这种形式中，称为光子的光粒子可以传播。这个过程允许双方共享用于加密和解密信息的密钥，而没有被拦截的风险。但到目前为止，这项技术只在两个用户之间有效。

“到目前为止，扩展网络的努力涉及巨大的基础设施和系统，这需要为每个其他用户创建另一个发射机和接收机。乔希博士说：“以这种方式共享消息(称为可信节点)是不够好的，因为它使用了太多额外的硬件，这些硬件可能会泄漏，并且不再完全安全。"

该团队的量子技术使用了一种看似神奇的原理，即所谓的纠缠，阿尔伯特爱因斯坦将其描述为“远距离的奇怪动作”。它利用放置在不同位置(可能相隔数千英里)的两个不同粒子的力来相互模仿。这个过程为量子计算机、传感器和信息处理提供了更多的机会。

乔希博士说：“这种最新的方法被称为多路复用，它不是复制整个通信系统，而是将单个系统发射的光粒子分离出来，多个用户可以有效接收。”

该团队仅使用八个接收器盒为八个用户创建了一个网络，而前一种方法需要将用户数量乘以几倍——在这种情况下，总共是56个盒。随着用户数量的增加，物流变得越来越不可行——例如，100个用户将需要9900个收件箱。

为了演示其跨越距离的功能，接收器盒通过布里斯托尔的不同位置连接到光纤，并利用布里斯托尔现有的光纤网络测试通过量子通信传输消息的能力。

乔希博士说：“除了完全的安全性之外，这项新技术的优势还在于其流线型的敏捷性，因为它与现有技术相集成，所以它需要的硬件数量最少。”

该团队独特的系统还具有流量管理功能，可以提供更好的网络控制，例如，允许一些用户优先处理更快的连接。

尽管之前的量子系统耗资数百万甚至数十亿英镑，耗时数年才建成，但该网络在不到几个月的时间里花费不到30万英镑。随着网络的扩大，财务优势将持续增长。因此，尽管之前量子系统的100个用户的成本可能在50亿英镑左右，但乔希博士认为，多路复用技术可能会将其降低到450万英镑左右，不到1%。

近年来，量子密码已经成功用于保护中国银行中心之间的交易，并在瑞士大选中赢得了选票。然而，其巨大的应用受到所涉及的巨大资源和成本的阻碍。

“有了这些规模经济，实现普及量子互联网的前景并不那么遥远。我们已经证明了这个概念，并通过进一步优化我们的多路复用方法来优化和共享网络中的资源。在不久的将来，我们不仅可以为成百上千的用户提供服务，还可以为数百万的用户提供服务。”

它不仅显示了互联网的重要性和潜力以及我们对互联网日益增长的依赖，还显示了它的绝对安全非常重要。多重纠葛可能成为使这种安全成为紧迫现实的关键。"

该研究得到了工程和物理科学研究委员会量子通信中心、克罗地亚科学教育部和奥地利研究促进机构(FFG)的支持。

与布里斯托大学的合作机构包括利兹大学、萨格勒布克罗地亚鲁德博斯科维奇研究所(RBI)、维也纳奥地利量子光学与量子信息研究所(IQOQI)和长沙中国国防科技大学(NUDT)。