德国的研究人员已经开发了一种新的通信系统，能用于在各方之间交换对称密钥以加密消息，并使第三方无法读取它们。通过与德国电信进行合作，由物理学教授Thomas Walther领导的研究人员成功地运行了一个量子网络，该网络在用户数方面具有可扩展性，同时在不需要信任节点的情况下也很强大。未来，这种系统可以保护关键的基础设施免受日益增长的网络攻击威胁。此外，还可以在大城市的不同政府机构间安装防窃听的网络。

德国达姆施塔特工业大学的研究人员开发的这种系统支持量子密钥交换，能为星形网络中的多方提供一个公共的随机数。单个光量子(即光子)被分发给通信网络中的用户以计算随机数，从而得到数字密钥。由于量子物理效应，这些密钥特别安全。这样既可以对通信进行高度保护，又可以检测到现有的窃听攻击。

到目前为止，这种量子密钥方法在技术上是很复杂的，并且它对外部的影响很敏感。达姆施塔特工业大学这个研究小组开发的系统是基于一种特殊的协议。该系统将来自中心源的光子分发给网络中的所有用户，并通过量子纠缠建立量子密钥的安全性。这种量子物理效应在两个光粒子之间产生了相关性，即使它们相距很远也可以观察到。而配对粒子的性质可以通过测量一对光粒子的性质来预测。

极化通常被用来作为一种特性，但由于受到环境的影响(例如振动或微小的温度变化)，光子极化(偏振)通常会在用于传输的玻璃光纤中受到干扰。然而，达姆施塔特工业大学研究人员开发的这个系统使用了一种协议，其中的量子信息被编码在光子的相位和到达时间中，因此对这种环境干扰特别不敏感。该研究小组首次通过这种强大的协议成功地为用户网络提供了量子密钥。

达姆施塔特工业大学和德国电信的研究人员一起在现实测试中成功的证明了该网络的传输高稳定性和原则上的可扩展性。下一步，该大学的研究人员计划将城市中的其他建筑物连接到他们的系统上。他们的这一研究成果发表在近期的《PRX Quantum》上。（编译:Qtech）