照片来源:spacex.

量子是新的全球军备竞赛

中国拿走了铅

N本周Ews报道中国推出了一种可以使用量子物理学进行沟通的卫星

这是个大新闻。

人们普遍认为,美国国家安全局(NSA)拥有无与伦比的破解密码和电子窃听能力。然而,量子通信本质上是不可能被动拦截的。

如果中国在太空中的量子纠缠光子实验取得成功,这将严重阻碍美国国家安全局(NSA)等机构监视中国通信的能力。

量子通信本质上是不可能被动拦截的。

这个怎么运作

背景

C今天的通讯几乎完全电子化,并且在很大程度上依赖密码学来保证安全。反过来,密码学依赖于用于将通信转换为不可读状态的共享秘密。这些秘密的安全交换通常依赖于数学,在一个方向上很容易计算,但如果不尝试所有可能的解决方案,就很难反向计算。方法的衡量标准通常是,从理论上讲,用世界上所有的计算能力来解决这些数学问题需要多少年的时间,并且假设更快的方法还没有被发现或被隐藏。安全算法估计需要40年的强大计算能力才能破解。然而,在实践中,十年前的算法和典型的密钥大小在今天很容易被破解。

量子纠缠

T量子通信的基本基础是一种被称为量子纠缠.Albert Einstein在1935年的现象上写了一篇论文,并将其描述为“距离的幽灵动作”。

当一对或一组粒子纠缠在一起时,它们彼此协同工作。群中一个粒子的变化引起其他粒子的互补变化。神秘的是,即使粒子相隔很远,这种情况依然存在。这种现象发生的速度比光速还要快——在某些情况下,分离的纠缠粒子的反应速度是光速的1万倍。

这就是真正有趣的地方:测量关于一个粒子的任何东西都会影响到所有粒子。它们是互补的,作为一个系统一起工作。如果你改变其中一个的自旋,它会改变所有的自旋。

这意味着人们可以故意改变一种粒子的旋转,速度,方向或其他性质,并影响整组颗粒。

想象你可以像缠绕粒子一样缠绕人。你可以把三个缠在一起的人分散在星系周围,击中一个人的腹部,然后观察到另外两个几乎同时作出反应,就好像他们的腹部被击中了一样。

科学家们不明白为什么会这样。实验可以重现这种现象,但还不能解释它。

量子密钥分布(QKD)

H这些颗粒被改变是仅针对通过SCIFI发出术语已知的过程的那些颗粒的秘密,量子传送.实际上,这是一种安全地通信秘密(加密术语中的“密钥”)的方法,然后可以用更传统的方式安全地加密标准通信通道,例如使用对称密钥加密或分享一次垫.这种使用量子纠缠来安全地通信秘密的想法通常被称为量子密钥分发(QKD),几乎肯定是未来通信计划的基础。

线性光量子计算(LOQC)

uantum力学可以应用于许多不同类型的粒子,但一个流行的研究领域是光子,“光粒子.” Several published experiments have successfully entangled photons in pairs and in groups. Photons are alsoLOQC的基础,这部分是值得注意的,因为它具有量子通信和量子计算的应用。量子计算完全是另一个主题,但量子计算的主要影响是当今常用的加密系统的理论上快速开裂。

换句话说,中文使用的技术具有在没有拦截的可能性的情况下安全地共享秘密密钥的应用,并且还有可能破坏现有的密码。

中国Qess卫星

T他的卫星在中国古老的科学家和哲学家之后,由中国人推出的卫星在太空规模(Quess)中被命名为量子实验,但它已经更加亲切的绰号Micius。

中国被使用的技术在没有拦截可能的可能性,也有应用于安全钥匙的应用,并且还有可能破坏现有的密码。

他们的想法是,与在地球上尝试相比,在太空中进行纠缠和粒子操纵的过程将受到更少的干扰。因此,卫星包含一个用于纠缠光子的组件,用于将至少一个纠缠光子送回地球,然后通过量子密钥分配(QKD)实验使用纠缠光子来传递共享的秘密。

中国不是第一个想到这个的,本周的发射不应该是一个惊喜。中国公开宣布他们的发射这颗卫星的意图回到2013年。在过去的十年里,各种量子空间实验一直在世界各地的世界各地,看看谁可以推动最远的距离。

展望未来

T量子计算和量子通信的实际应用可能早在几年前就已经开始了,但本周中国的领先地位让这一切变得非常现实。中国的卫星发射应该给美国敲响警钟,让美国警觉起来。更安全通信的竞赛已经开始,网络安全未来的力量平衡悬而未决。

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咸哈希

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