中國的量子密鑰網絡是有史以來最大的網絡,正式上線

中國的量子密鑰網絡是有史以來最大的網絡,正式上線

一份令人震驚的新研究報告稱,中國有一項量子技術,可以在遙遠的歐洲和亞洲範圍內,完美地將有用的信號加密到任何完成的範圍內。

每一天的每一秒都有一些信息或信號通過人們的房屋、天空和人體的血肉。它們是電視信號和收音機,還有私人電話和數據文件。

這些信號中有一些是公開的,但大多數是私有的,它們都是用長串的數字加密的(大概是),只有發送者和接收者才知道。這些密鑰足夠強大,足以保守現代社會的秘密:調情短信、銀行賬號和秘密數據庫密碼。但是他們脆弱處就是。會有高超的黑客攻擊。

“從歷史上看,密碼學的每一個進步都被破解技術的進步所擊敗,”“量子密鑰分配結束了這場戰鬥。”

量子密鑰是一長串數字鍵——打開加密文件的鑰匙就像現代計算機中使用的那樣——但它們被編碼在量子粒子的物理狀態中。這意味著它們不僅受到計算機的限制,而且受到物理定律的保護。

不能複製量子密鑰。他們可以在傳統的計算機之間加密傳輸。沒有人能竊取它們——量子力學定律指出,一旦一個亞原子粒子被觀察到,它就會被改變——而不會讓發件人和接收者意識到這個骯髒的把戲。

量子密鑰可以通過衛星傳送,加密發送到相距數千英里的城市之間的信息。

研究人員將量子加密圖像編碼為基於光子量子態的數字串,並將它們發送到北京和維也納之間的距離達4,722英里(7600公里)的地方,打破了此前251英里(404公里)的記錄。然後,在2017年9月29日,他們在兩個城市的研究人員之間舉行了一個75分鐘的視頻會議,並通過量子密鑰進行了加密。(這個視頻會議之前就已經公佈了,但是實驗的全部細節都在這封新信中報道。)

這顆衛星

這種長距離的量子密鑰分配是中國衛星Micius的另一項成就,該衛星在2017年粉碎了許多量子網絡記錄。Micius是一個強大的光子繼電器和探測器。它在2016年發射進入近地軌道,利用其精細的激光和探測器發送和接收大量的量子信息——基本上是關於光子的量子態的信息——穿越廣闊的空間和大氣。

“Micius是天空中最亮的星星,當它飛過空間站的時候,“這顆是綠色的,就像燈塔的激光一樣(Micius用來瞄準地面的光子)。如果空氣中有一些塵埃,你也會看到一根指向衛星的紅燈。沒有聲音來自太空。也許有一些是由地面站的移動引起的。”

幾乎任何時候Micius都做過任何事,它打破了以前的記錄。這是因為之前的量子網絡依賴於地面上的光子,利用建築物之間的空氣或光纖電纜。而且,在地面上的視線範圍是有限的,或者光纖傳輸一個光子而不失去它的距離。

在2017年6月,Micius的研究人員宣佈他們已經將兩個“糾纏”的光子發送到相距745英里(1200公里)的地面站。(當一對光子糾纏在一起時,即使相隔很遠,它們也會相互影響。)一個月後,在7月,宣佈已經將一袋量子信息傳送到軌道上870英里(1400公里),這意味著一個粒子的量子態直接從地面上的粒子發射到它在太空中的孿生粒子。

這兩項成就都是通往真實世界量子加密網絡的主要步驟。

Micius首先加密了兩張照片,這是Micius衛星本身的一個小圖像,然後是早期量子物理學家Erwin Schrodinger的照片。

Micius已經準備好使用加密更重要的信息。


分享到:


相關文章: