Dopo aver distribuito con successo la chiave quantistica su 4600 chilometri, non preoccuparti mai che il metodo di crittografia decrittografato esista davvero

1000 anni fa, se fossimo stati nel Guangdong e avessimo voluto inviare una lettera alla nostra famiglia a Pechino, ci sarebbe voluto un anno o mezzo per un viaggio di andata e ritorno.

100 anni fa, avremmo potuto inviare un telegramma. Sarebbero stati necessari alcuni giorni per consegnarlo e saremmo stati addebitati in base ai caratteri.

Dieci anni fa potevamo fare una chiamata e ci sarebbero voluti solo pochi secondi per connetterci.

Ora, possiamo direttamente videochiamare, il ritardo può essere controllato a livello di millisecondo.

Il vettore di trasmissione delle informazioni si è gradualmente sviluppato dalla manodopera alle onde radio, alle linee telefoniche e alle fibre ottiche. Il ritardo delle informazioni sta diventando sempre più piccolo, ma la velocità massima della luce è 299792458 m / s. Se la distanza è sufficiente, ci sarà essere ancora un notevole ritardo.

C’è un modo più veloce per diffondere le informazioni?

In teoria, è comunicazione quantistica. Ma la tecnologia attuale mostra che è difficile da ottenere, quindi gli scienziati hanno puntato gli occhi sulla “crittografia quantistica”.

L’Università della Scienza e della Tecnologia della Cina ha annunciato il 7 gennaio che il team di ricerca scientifica cinese ha realizzato con successo la distribuzione delle chiavi quantistiche da satellite a terra che si estende per 4.600 chilometri, segnando che la Cina ha costruito il prototipo dello “spazio-terra integrato ampio- area quantum communication network “ , che è stato pubblicato nel Regno Unito sulla rivista” Nature “.

Cos’è il quantum?

La comunicazione quantistica teorica viene realizzata utilizzando diverse proprietà misteriose del quantum:

1. Entanglement quantistico
2. Indivisibile
3. Non clonato

La teoria dimostra che anche se due quanti entangled sono separati da una distanza cosmica, uno di loro cambierà e l’altro cambierà simultaneamente, rompendo la “gabbia della velocità della luce” e realizzando una comunicazione in tempo reale.

Si prega di notare che abbiamo aggiunto un attributo prima della comunicazione quantistica, chiamato “teoricamente”. Questo perché la comunicazione quantistica ha ancora difficoltà da superare. Molte persone pensano che la comunicazione quantistica sia impossibile da raggiungere. “Domain Quantum Communication Network” utilizza effettivamente l’indivisibile e la natura non clonale del quantum per migliorare la riservatezza della comunicazione Non è una comunicazione quantistica perfetta nel vero senso della parola .

Come realizzare la distanza di trasmissione di 4600 km?

Il documento mostra che la “rete di comunicazione quantistica integrata spazio-terra ad ampia area” è composta principalmente da tre parti.

1. Un satellite quantistico “Mozi”
2. Più di 700 collegamenti di distribuzione di chiavi quantistiche in fibra ottica
3. Due stazioni di prova a terra

La rete di comunicazione ha implementato un totale di 4 gestori di code chiave rispettivamente a Pechino, Jinan, Hefei e Shanghai, seguiti da un collegamento in fibra ottica backbone per oltre 2.000 chilometri e due collegamenti terra-satellite che collegano Xinglong e Nanshan (2600 chilometri) ” .

Al lavoro, il satellite “Mozi” orbita in un’orbita sincrona al sole ad un’altezza di circa 500 chilometri ed è collegato alle stazioni di terra di Xinglong e Nanshan per la distribuzione delle chiavi quantistiche. Infine, dopo un efficiente programma di post-elaborazione del protocollo BB84, viene estratta la chiave di sicurezza finale. (Il protocollo BB84 è il primo protocollo crittografico quantistico al mondo, uno schema di distribuzione delle chiavi quantistiche sviluppato congiuntamente dai fisici quantistici Charles Bennett e Gil Brasard nel 1984)

Attualmente, i ricercatori possono ottenere una dimensione totale della chiave di circa 36 Mbit a settimana, e la chiave generata da “Mozi Number” può supportare circa 6000 utenti.

Quali sono le difficoltà in questo tentativo?

Il quantum è davvero troppo piccolo. Un respiro, la luce di una lampadina elettrica e una semplice azione possono guidare centinaia di milioni di quanti, e c’è incertezza in un singolo quanti. Non è così facile “controllare” completamente il quanto. Pertanto, ci sono molte difficoltà tecniche nella distribuzione di chiavi quantistiche da satellite a terra che si estendono per 4.600 chilometri.

1. Preparazione di un singolo fotone

Pan Jianwei, l’accademico Pan Jianwei, che ha pubblicato un articolo su “The World-Earth Integration Wide-area Quantum Communication Network”, ha affermato che una lampadina di circa 15 watt può emettere dieci trilioni di quanti di luce al secondo, e la preparazione di una singola luce quantum è come se uno di loro fosse stato catturato nell’istante in cui sono stati emessi questi dieci trilioni di quanti di luce.

2. Rilevamento di un singolo fotone

Un singolo fotone è già la più piccola unità di energia luminosa e l’energia è molto debole, è necessario sviluppare una tecnologia di rilevamento a singolo fotone molto precisa ed efficiente. Solo con la capacità di preparare e rilevare un singolo quanto di luce può essere realizzata una comunicazione quantistica sicura.

3. La comunicazione satellitare-terra è come far cadere monete a 10.000 metri di altezza

Ad esempio, Wang Jianyu, il vice capo progettista esecutivo del satellite “Mozi”, ha detto: “Per lanciare un fotone alla stazione di terra da un’altitudine di 1.000 chilometri, è come un aereo che vola ad alta velocità a un’altitudine di 10.000 metri e due rotazioni al suolo contemporaneamente. Getta le monete nella sottile fessura del salvadanaio. La fessura del salvadanaio è sottile, il che equivale alla polarizzazione della luce. Ha una direzione. Monete deve essere orientato correttamente per essere lanciato, e non è Throw one, devi lanciare entrambi i lati con precisione. “

4. L’individuazione del suolo è molto più difficile della chiaroveggenza

Secondo i calcoli, ci sono circa 1017 fotoni quando viene colpito un fiammifero e la capacità di rilevamento della stazione di terra satellitare è equivalente a quella che una persona sulla terra troverà qualcuno che ha colpito un fiammifero sulla luna. Inoltre, entro 100 milioni di fotoni al secondo, è necessario capire quale fotone viene rilevato sul terreno. Questi fotoni sono tutti allineati. Per rilevarne uno, devi sapere qual è il primo, in modo che possa essere utilizzato per fare Chiave.

Nota: la fonte delle difficoltà tecniche di cui sopra è CCTV News.

Sulla riservatezza, la crittografia quantistica è la più affidabile

Qualcuno potrebbe avere domande dopo averlo letto. Le informazioni dipendono ancora dalla trasmissione satellitare e in fibra ottica. Che cosa ha a che fare con la comunicazione quantistica?

Fammi parlare prima dell’invio di WeChat. Quando utilizziamo i telefoni cellulari per inviare WeChat, tutte le informazioni devono essere crittografate con algoritmi prima di essere trasmesse, altrimenti le informazioni saranno facilmente intercettate e visualizzate.

Tuttavia, tutti gli algoritmi di crittografia possono essere violati in teoria e c’è ancora il rischio di fuga di informazioni. Ad esempio, segreti commerciali, informazioni militari, ecc., Al fine di garantire una maggiore sicurezza, gli algoritmi di crittografia sono più complessi della trasmissione di informazioni generali.

Esiste un metodo di crittografia infallibile? Gli scienziati pensavano che le chiavi quantistiche potessero essere utilizzate per crittografare le informazioni.

La distribuzione delle chiavi quantistiche utilizza il “teorema non clonabile quantistico” per ottenere la sicurezza assoluta della distribuzione delle chiavi. Il “teorema della clonazione” si riferisce al fatto che il processo di copia di qualsiasi stato quantico sconosciuto esattamente lo stesso è impossibile, perché la premessa della copia è la misurazione, e la misurazione generalmente cambia lo stato del quanto.

Secondo l’Università di Scienza e Tecnologia della Cina, la chiave quantistica, in quanto vettore di informazioni, è inseparabile da un singolo fotone e il suo stato quantistico non può essere clonato, garantendo così che il contenuto crittografato non possa essere decifrato. La distribuzione delle chiavi quantistiche è l’unico metodo di comunicazione che è stato rigorosamente dimostrato di essere incondizionatamente sicuro in linea di principio.

Per fare un’analogia imprecisa, l’informazione crittografata dalla chiave quantistica è come una busta speciale.Finché la persona che intercetta la busta vuole aprirla, la lettera all’interno scomparirà automaticamente e l’intercettazione diventa priva di significato.

Questa volta è stato pubblicato su Nature il “Realizzato una rete di comunicazione quantistica ad ampio raggio che si estende su 4.600 chilometri di spazio e terra”, in termini popolari si intende aggiungere chiavi quantistiche ai metodi di comunicazione tradizionali.

È stato riferito che la tecnologia di comunicazione quantistica sicura ha fornito la sicurezza delle informazioni per importanti conferenze ed eventi nazionali come la parata militare per commemorare il 70 ° anniversario della vittoria della Guerra di Resistenza contro il Giappone e il 19 ° Congresso Nazionale del Partito Comunista Cinese . Inoltre, il reporting delle informazioni normative bancarie, il sistema di gestione delle informazioni di pagamento e di ricezione transfrontaliera RMB e il sistema di ripristino di emergenza remoto dei dati bancari online hanno applicato la tecnologia di comunicazione sicura quantistica.

Il futuro della comunicazione quantistica

Nel 2016, il fornitore statunitense di tecnologia per la sicurezza informatica Symantec ha rivelato che un gruppo di hacker chiamato “Strider” ha effettuato attacchi informatici contro Cina, Russia e altri paesi negli ultimi cinque anni. Il gruppo di hacker utilizza metodi tecnici avanzati. Symantec sospetta che il team abbia il supporto di una squadra nazionale.

In realtà, questa è solo la punta dell’iceberg degli attacchi degli hacker. Gli attacchi avvengono continuamente e non possono essere prevenuti. Sono nati la “Rete di comunicazione quantistica integrata ad ampia area Cielo-Terra” e il tronco di comunicazione Quantum Secure di 2000 chilometri in questo contesto, la “Grande Muraglia” della sicurezza informatica.

Molte persone hanno visto l’enorme ruolo svolto dalla rete di comunicazione quantistica e non dovrebbero fare a meno di chiedersi: l’attuale rete di comunicazione basata su fibra ottica sarà presto sostituita?

L’accademico Pan Jianwei ha dichiarato in un’intervista a Science and Technology Daily che la comunicazione crittografata quantistica non ha lo scopo di sovvertire o sostituire i metodi di comunicazione esistenti, ma può migliorare notevolmente la sicurezza dei sistemi esistenti .

Sembra che la vera comunicazione quantistica abbia ancora molta strada da fare.

#Benvenuto a seguire l’account WeChat ufficiale di Aifaner: Aifaner (ID WeChat: ifanr), ti verranno forniti contenuti più interessanti il ​​prima possibile.

Ai Faner | Link originale · Visualizza commenti · Sina Weibo