理大量子晶片完成全球最長光纖量子通訊網絡詳解：量子通訊晶片用途

香港理工大學成功研發 12 毫米 × 4 毫米量子晶片，並完成全球最長光纖量子網絡加密傳輸測試。研究團隊透過 HKCOLO.NET 數據中心捐贈的 55 公里光纖網絡，連接理大、城大及將軍澳和柴灣兩所大型數據中心，成功建立香港首個晶片式量子通訊網絡。

自主研發晶片達國際一流水平

理大量子技術研究院院長、電機及電子工程學系量子工程與科學講座教授、香港全球傑出創科學人劉愛群領導團隊，以半導體技術自主研發量子晶片。劉愛群表示，量子通訊加密基於量子力學基本原理，量子不可複製，理論上幾乎無法破解。小小量子晶片實為「國之重器」，可守護香港未來數碼金融安全，捍衛國際金融中心地位。

測試期間，量子晶片編碼並發射光子組成量子信號，在點對點之間加密及傳送訊息。劉愛群強調：「和其他國家的其他系統相比，我們在非常高的噪聲環境下，能達到最高的密碼成功率，且傳輸距離最長──55 公里。我們的工作可跟國際上一流晶片技術媲美。」

有別於以光學器件組裝的量子加密系統，理大研發的新一代量子晶片具備高速率、高穩定性、低成本、可大批量生產四大優勢。量子晶片以 1.25GHz 時脈高速運行，產生和傳輸量子編碼信號，達到 45.73kbps 的穩定密鑰生成速率，支援實現百公里以上的加密光纖通訊。

系統根據溫度變化和振動等環境因素調整，以保持連接穩定，充分證實商業應用的可行性。相關裝置體積小、重量輕、易安裝、系統兼容性強，適合大規模部署。可用於現行網絡通訊系統、數據中心、計算中心、地鐵、醫院等場景，也有助金融機構及政府部門等快速進行系統升級，以應對算力升級帶來的網絡攻擊挑戰。

劉愛群解釋量子技術的加密原理：「每次加密是一把鑰匙，一把鑰匙開一把鎖，且每次都是變化的，鑰匙也是隨機產生──量子技術是硬件加密、隨機加密，且用物理基本原理來確定該密碼不可複製。」

量子通訊晶片可為銀行及金融機構提供理論上無法破解的加密技術，保護跨境金融交易、客戶個人資料及敏感財務數據。現時金融系統廣泛使用的 RSA 及橢圓曲線加密技術，在未來量子電腦出現後將可被瞬間破解，因此金融機構急需部署量子安全加密方案。

黑客現時可收集加密數據，待量子電腦成熟後再進行解密。量子加密技術基於量子力學不可複製原理，可即時偵測竊聽行為，防止敏感資料如信用卡號碼、身份證明文件及交易記錄被長期保存後破解。

理大研發的量子晶片體積小、重量輕、易安裝，與現有網絡系統兼容性強，適合政府部門快速進行系統升級，應對算力升級帶來的網絡攻擊挑戰。新加坡金融管理局及歐盟委員會已建議金融機構採用量子密鑰分發 (QKD) 技術作為風險緩解措施。

量子晶片可部署於數據中心、計算中心、醫院、地鐵等關鍵基礎設施。美國田納西州 EPB 已建成首個商業化量子即服務網絡，供公私營機構測試及驗證量子產品性能。滙豐銀行已使用量子安全技術如後量子密碼學 VPN 通道，保護代幣化黃金交易。