美媒感叹:量子加密“竞赛”,中国已领先美国一步!

2018-12-07 00:30   参考消息网  

参考消息网12月7日报道 美媒称,从谷歌到阿里巴巴,世界上领先的科技企业都在竞相建造第一台量子计算机,它将比今天的计算机强大得多。量子设备可以破解用于保护数字信息的加密,使所有的数字信息面临危险,从数十亿美元的电子商务支付,到存储在政府数据库的国家机密。有应对的办法吗?那就是依赖于物理世界相同概念的加密。正如一些科学家在研究量子计算机一样,另一些科学家也在研究量子安全技术,这种技术可以阻止这些未来机器的密码破译能力。

据《纽约时报》网站12月5日报道,这是一场可能影响国家安全的竞赛,尽管建造量子计算机仍是大家都在干的事情,但中国在量子加密方面已明显领先。而美国正在努力追赶。

报道称,与中国在人工智能等其他尖端技术上的做法一样,政府已经把各种量子研究列为重点。

“中国对拥有这项技术有一个经过深思熟虑的战略,”邓肯·厄尔(Duncan Earl)说,他曾是橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)的研究员,现在是探索量子加密技术的Qubitekk公司的总裁兼首席技术官。“如果我们认为我们可在加入这项技术之前等个五年、十年的话,那将太晚了。”

量子计算以量子力学为基础,量子力学是解释极小的物质粒子所表现出的奇怪行为的科学。在传统计算机中,晶体管存储信息的“位”,每个位不是1就是0。这些是告诉计算机该如何操作的基本数据单位。当物质非常小或非常冷时,它们会发生不同的行为。这种差异允许一个量子位(qubit)存储1和0的组合。两个量子位可以同时保存四个值。随着量子位数量的增长,量子计算机的计算能力指数式地增长。

和量子计算一样,量子加密技术依赖于非常小的物体的非直觉行为。保护数据秘密的密码是通过光子发出的,光子是最小的光粒子。使用合适的设备,就很容易判断密码是否被擅自改动过,这就像是阿司匹林药瓶上的封条是否破损。如果使用得当,量子加密技术可能是牢不可破的。

报道称,中国已经在建设使用量子加密传输数据的网络上投入了数千万美元的资金。去年,中国一颗以古代哲学家墨子的名字命名的卫星,使用量子加密技术成功实现了北京与维也纳之间的视频通话。经过四年的规划和建设,北京和上海之间的专用量子通信网络“京沪干线”也于去年正式开通。

量子通信

2017年9月29日,在“京沪干线”北京控制中心,中国科学院院长白春礼(电子屏右侧)使用量子加密视频会议系统与中国科学院新疆天文台南山观测站的科研人员(电子屏左侧)通话。当日,世界首条量子保密通信干线——“京沪干线”正式开通,结合“墨子号”卫星,中国科学家成功与奥地利实现了世界首次洲际量子保密通信。(新华社)

据报道,在美国,政府和业界认为量子加密不过是一项科学实验。所以,研究人员的精力一直集中在使用现有的数学来构建新的、可对抗量子计算机的加密方法。这种做法不需要新的基础设施。但现在,在中国的做法和最近的量子研究取得进展的推动下,美国有些人正在努力追赶。

南加州初创企业Qubitekk正在使用量子加密技术来保护田纳西州的电网。另一家初创公司Quantum Xchange正在美国东北部建设一个量子加密网络,希望为华尔街银行和其他企业提供服务。位于长岛的石溪大学(Stony Brook University)的研究人员正在准备成立另一家企业。

量子通信技术需要新的硬件,包括庞大的光纤网络——或许还有卫星——以及能够探测单个光子的专门设备。

随着Qubitekk建设量子加密网络工作的进展,公司发现无法获得完成这项工作所需的特殊光子探测器。这家初创公司最初是从新泽西州的一家叫普林斯顿光波(Princeton Lightwave)的小型制造商那里购买了这种仪器。但今年4月,这家美国制造商将光子探测器的业务转给了一家外国公司,Qubitekk的供应链断了。

RMY已经承诺向Qubitekk提供硬件,但最近通知它,由于生产问题,下一批探测器只能在明年3月后交货。

欧洲的一些小公司也销售类似的探测器,而且全球各地的实验室正在开发一种更先进的仪器。但就目前而言,这种探测器的供应很有限,尤其是在美国。

量子计算

5月15日,在上海交通大学,金贤敏教授(右二)在实验室指导学生熟悉光量子芯片制备的要点。(新华社)