量子计算机即将成为计算机领域的颠覆性力量。和现在的计算机相比，量子计算机在某些特定任务中的计算速度惊人，耗电量也更小。但是量子计算机也会带来严重的安全隐患：它们能够破解目前大部分的数据保护加密代码，使得银行系统和安全信息更易遭到攻击。目前计算机安全基本依赖数学运算，常规计算机需要几十亿年时间才能破解这些密码，因此现阶段具有很强的安全性。在未来，量子计算机算力大幅度提升，破解这种加密方式的难度也随之降低。因此，针对未来的量子计算机，需要开发一种依赖物理学定律的新型加密方式。

针对此类问题，目前可行的解决方案是：利用单个光子的量子特性，将信息安全地加密，使得信息的发送方和接收方都能马上监测到任何针对这条信息的攻击意图。但是找到合适的单个光子来源是一项重大挑战。耶路撒冷希伯来大学Racah物理研究院的Ronen Rapaport教授、Hamza Abudayyeh博士与来自德国图宾根大学的Monika Fleischer教授、Annika Mildner教授组成的研究小组在该领域取得了突破性进展。他们的研究最近发表于《ACS Nano》，让我们离简单高效的量子加密方式更进一步。

研究人员在实验室中工作（Credit Yitz Woolf）

银行和政府部门已经大力投资依赖激光束的量子加密技术。然而，激光束有时一次释放多个光子，有时却不释放任何光子，要达到最强的安全性，光子的来源需要能够在室温条件下、在相同方向快速稳定地发射单光子流。

希伯来大学团队研发出一套利用荧光晶体的系统。这些荧光晶体称为“量子点”，体积微小，是头发直径的几千分之一，需要通过特殊的显微镜观察。激光束照射在量子点上，使其发出荧光，并发射单光子流。

这些量子点分别安装到了金色针头上。这些针头均为纳米级别，比普通的针头小几十万倍，因此也被成为纳米锥。纳米锥可以将量子点释放的光子数量增加20倍。接下来，作为天线的“布拉格光栅”将这一串光子沿同一方向发射。

希伯来大学和图宾根大学研发的装置不仅可以应用在量子加密领域，还可以应用在其他依赖量子比特加密信息的场合，如量子计算。Ronen Rapaport分享道：“我们目前的设计原型将有潜力进行商业化。”

量子加密的优势在于物理决定论。Hamza Abudayyeh解释道：“数学问题可以非常复杂，但却容易遭到攻击和破坏。而基于量子的安全系统就大不相同：科学定律无法打破，无论做出怎样的尝试，单个光子都无法再分裂。”该团队目前正在进一步提升这一装置，增强释放单光子流的可靠性和效率，使之能够应用于更广泛的量子技术中。

关于耶路撒冷希伯来大学

耶路撒冷希伯来大学是以色列领先的学术和科研机构，跻身世界百强大学之列，共有来自90多个国家的2.5万名学生。1918年，阿尔伯特·爱因斯坦和西格蒙德·弗洛伊德等著名学者创立了希伯来大学。迄今为止，希伯来大学教授和校友共获得8项诺贝尔奖，1项菲尔兹奖和1项阿贝尔奖。