中国的量子卫星可能会使数据泄露成为过去的事情

中国 最近推出 一颗具有独特功能的卫星进入轨道:它具有安全发送信息的能力,而不是数学加密,而是使用物理学的基本定律。 中国将是第一个实现这一壮举的国家,这标志着量子技术发展的一个里程碑。

下一个革命 在技​​术上承诺接受物理学的基本法则,使设备能够执行超出当前电子产品范围的操作。 量子计算机最有潜力解决一些问题 复杂的数学问题 非常激动人心 但量子通信提供的信息安全可能同样重要。

我们的社会严重依赖数字通信。 在过去的三年里,我们派出了 更多信息 通过互联网比在这个时期之前在整个人类历史上传达的。 这些数据中很大一部分是敏感的,我们经常希望避免被窥视。 但是,如果我们依赖数据传输潜在的未知计算机下行链路,我们如何能够信任互联网上的通信呢? 在这些链条上占据一席之地,并且在数据传递过程中窥探数据似乎太容易了。

目前解决这一通信挑战的方法是在一系列已知的算法中使用复杂的数学 公钥加密。 但是计算机的日益增长的力量和黑客的聪明才智正在打开这个数学装甲越来越多的裂缝。 对这个问题的理想解决方案将提供可证明的信息安全,保证我们个人信息的安全。 量子物理学就是在这里进行的。

激光技术

该技术 在中国的新卫星设计简单,几乎神奇的操作。 一个特殊的水晶将激光分成两束,然后导向地球上的独立接收站。 这些光束共享被称为纠缠的量子力学的性质,即使它们相距甚远,它们也将它们联系在一起。 在一个光束上执行的操作也会影响另一个光束。


内在自我订阅图形


确保通信的诀窍在于这两个光束之间的这种奇怪的关系。 该链接用于从一个接收站向另一个接收站发送随机数据。 这些数据可以作为一个复杂的密码来收集和使用,以加密通过公共信道(例如互联网)发送的数据。 这种通讯方式是由着名的量子物理学家发明的, Artur Ekert。 至关重要的是, 被证明是安全的 反对窃听和黑客行为。 量子物理不能被欺骗,欺骗或逆向工程,不像传统密码学的复杂数学。

中国的新卫星是实现真正安全通信的重要一步,因为它允许量子数据在任何两个地点之间的极端距离发送。 目前,只有一颗卫星,技术的​​能力是有限的,但很容易看到随着更多的卫星发射和性能的提高,它将如何扩大。

这个难题的下一个重要部分在于长度的另一端。 大部分的通讯都是沿着链条流动的,而链条的强度只是其最薄弱的一环。 对于实际的量子通信,我们需要将设备集成到我们的计算机和智能手机中,以类似于量子卫星的方式交换数据。 这些设备是幸运的 就在拐角处。 几年后,我们可能会回头看数字窃听 大量的信息泄露 从数据库作为一个埋在过去的问题。

关于作者

谈话量子信息读者Robert Young, 兰开斯特大学

这篇文章最初发表于 谈话。 阅读 原创文章.

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