西方称量子传输技术有两大弱点 港媒:已被中国科学家解决

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参考消息网1月24日报道港媒称,中国表示,它已成为世界上第二个开发出“黑客无法攻破”的通信技术的国家——利用新兴的量子密码技术来保护敏感数据。





据香港亚洲时报在线1月22日报道,中国科学院2017年与奥地利科学院进行了首次基于量子加密通信技术的视频通话。中国官方媒体称这是“令人钦佩的成就”。





报道称,基于量子计算机的数据加密由美国洛斯阿拉莫斯国家实验室首创,该实验室在2014年宣布,它已创建了一个安全网络。德国、日本、澳大利亚、瑞典及其他国家也在致力于类似的项目。





报道称,传统的密码系统是利用两个极大的质数相乘产生的积来加密,这会花费很多时间并耗费太多计算机处理能力。量子计算机将数据交流仅限于两方——发送方和接收方,采用了更简单的方法。纠缠光子被发送到两个事先用特定偏振态进行编码的站点,卫星利用测量偏振态创造安全密钥,站点可利用安全密钥加密或解密数据。





报道称,这在技术上是“不可破解的”,因为使用者可以很快察觉到第三方的出现:任何窃听者不改变它、甚至是不摧毁它是无法看到这些光子的。“量子力学的原理使得在不被发送者或接收者发现的情况下截获和获悉传输是不可能的。”一位专家说。





报道认为,这样一个安全的系统用来传输包含机密信息的加密语音通话、传真和电子邮件对于解放军高层和情报网络来说极具价值,尤其是在这个网络战变得日益重要的时代。





不过,一些西方的分析人士认为,这一技术是不完善的,因为它有着固有的弱点。首先,它依赖于激光,激光通常被调到低强度时,会意外地复制光子,第一个可被加密,但第二个不能。另一个问题是光纤信道损耗,可能会因为散射、反射、尘土或其他因素,使得通信的距离仅限于几百公里之内。不过,中国的科学家和军事工程师已通过“墨子号”卫星的数据传输克服了这一障碍。





报道称,“墨子号”首席科学家、中国科学技术大学的潘建伟通过“墨子号”卫星建立了一个安全的中继站点,然后通过创建密钥连接相距7600公里的北京和维也纳,这是向基于太空的量子网络迈出的巨大一步。不过,潘建伟警告说,这一技术还处于非常早期的阶段,“墨子号”卫星所展示的能力“对于量子互联网的早期阶段来说足够了,就像是上世纪70年代时的移动电话”。





在酒泉卫星发射中心,量子科学实验卫星在进行太阳翼展开试验(2016年7月30日摄)。新华社发





日企正式启动量子计算机研发 力推商业化





参考消息网1月23日报道日媒称,日本企业将正式启动运算速度远超现有计算机的量子计算机的研发工作。





据《日本经济新闻》1月22日报道,日本电气公司(NEC)将从2018年开始研发相当于“大脑”的基本回路,计划于2023年投入使用,富士通计划在三年时间里对相关技术投入500亿日元(约合4.5亿美元)。虽然日本企业在基础研究方面领先,但在商业化方面已经落后。政府的方针是从2018年开始强化对大学等研究机构的支援,以产官学三方合作实现反超。





利用电子等物理现象,量子计算机可以在瞬间处理超级计算机需要数千年才能解决的问题。量子计算机在促进人工智能飞跃发展、DNA分析、提高自动驾驶汽车选择出行线路的效率等方面有望创造新的价值。





报道称,NEC将要研发的“量子退火”算法擅长的是从庞大的选项中选取最佳答案。按计划,2018年制造基本回路,2023年之前投入数十亿日元研发实体机。





NEC的研发成果的容量将达到2000到3000量子比特,可瞬间导出数百座城市间最省时的出行线路。在该领域领先一步的加拿大D波系统公司发布的最新机器模型已达2000量子比特。NEC则表示,即便量子比特处于相同水平,它们的产品性能将更高。通过产官学的三方合作,计划在十年内达到1万量子比特的水平。





富士通将在2020年前对量子计算机相关技术投入500亿日元,还将向在该领域有着更多研究经验的加拿大多伦多大学派遣研究人员,推动基础研究。此外,富士通还将在面向量子计算机的软件领域与加拿大1QBit公司开展资金合作,拓展用户范围。





报道称,在量子计算机领域,加拿大的D波系统公司和美国的国际商用机器公司都已经启动商业化进程,也有日本企业开始进行证实性试验。NEC早在20多年前就着手开始量子计算机的研发,但在实际运用方面却被海外企业超越。





美媒:中国量子加密技术再获突破 传输跨越欧亚大陆





参考消息网1月22日报道美媒称,一篇令人震惊的关于一项新研究的论文显示,中国已经拥有量子技术,可以跨越欧亚大陆,在比以往任何时候都要长的距离上完成有用信息的完美加密传输。





美国趣味科学网站1月19日刊登题为《目前为止最大规模的中国量子加密网络正式上线》的报道称,每天的每一秒,信息或信号都会穿过人们的房子、天空和人体。其中一些信号是公开的,但大多数是私密的,使用(被认为)只有发送者和接收者知道的长字符串加密。这些密码足够强大,足以保守现代社会的秘密:调情的短信、银行账户号码、秘密数据库的密码等。但它们也很脆弱。一个有决心的人,只要拥有一台足够强大的计算机,就能破解这些密码。





中国科学技术大学教授、这篇研究论文的作者之一潘建伟在一封邮件中写道:“从历史上看,密码技术的每次进步都已经被破解技术的进步所打败。量子密钥分发终结了这场战斗。”





报道称,就像现代计算机中用以打开加密文件的密码一样,量子密钥也是一些长字符串,但它们被编码在量子粒子的物理状态中。这意味着它们不仅受到计算机极限的保护,同时还受到物理学定律的保护。





现在,根据1月19日刊登在《物理学评论通讯》周刊上的这篇论文,量子密钥可以通过卫星传输,对相隔万里的城市间发送的信息进行加密。





研究人员对照片进行量子加密后,将它们成功地在北京和维也纳之间进行了传输,传输距离达到约7600公里,远超之前在中国创造的404公里的纪录。接下来,两座城市的研究人员又举行了历时75分钟的视频会议,也是通过量子密钥进行加密。





报道称,这种远距离量子密钥分发是中国的“墨子号”卫星的一个成就,该卫星在2017年打破了多项纪录。不过,“墨子号”卫星同地球之间的联系仍非绝对安全。正如这篇论文的中国和奥地利作者团队所写,该网络设计的缺陷在于卫星本身。只要通信方相信没有怀有恶意的宇航员秘密闯入“墨子号”卫星本身,从源头读取量子密钥的话,这个系统就没有问题。





研究人员表示,他们计划发射更多量子卫星到更高的轨道上,这些卫星将可以彼此通信,并与地球上的研究人员在日益复杂的网络中通信。他们写道,这一逐渐扩展、日益实用的量子网络首先将为中国和欧洲制造,“然后再扩展到全球范围”。





资料图:丽江量子通信地面站望远镜发射红色信标光,“等待”“墨子号”过境。新华社记者金立旺摄





量子通信研究新进展 有望实现“黑客攻不破”的网络





参考消息网1月8日报道英媒称,验证爱因斯坦所说的“鬼魅般的超距作用”取得新进展,有望很快为安全可靠的量子通信铺平道路。





据英国《每日邮报》1月5日报道,科学家一直在研究如何将成对的光子用于形成远距离通信连接,这种现象被称为量子纠缠。这可以实现基本上“黑客攻不破”的网络——但是,在光子传输过程中通过吸收或分发而丢失光子,则可能威胁到通信系统的安全性。





在新的试验中,研究人员证明了如何用量子隐形传送克服这个问题,从而揭示光子是否得以通过,并从一开始就排除了任何失灵的通信连接。





报道称,这项新研究由澳大利亚格里菲斯大学量子动力学中心的研究人员进行,证明了如何对双光子进行严格测试,即便是在实验室以外模拟光子的条件下。





光子纠缠形成了所谓的量子通信连接。在这种状态下,一个光子的活动影响远距离外另一个光子的活动。如果沿着信道分发光子,还可以实现安全保密的通信网络。





报道称,为了证实在不同地点的光子显示所谓的量子非定域性,研究人员利用量子隐形传送开发了一种要求很高的新验证法。





研究小组负责人杰夫·普莱德教授说:“验证失败即意味着可能有窃听者侵入通信网络。随着量子信道的长度增加,顺利通过通信连接的光子越来越少,因为不存在完全透明的物质,吸收和分发会对其造成影响。这对于现有量子非定域性验证技术来说是一个问题。每丢失一个光子,就使窃听者通过模拟量子纠缠攻破网络安全设置变得更容易。”





研究报告第一作者摩根·韦斯顿说,研究小组挑选了在高损耗信道幸存的光子,将它们通过量子隐形传送传输到另一个“干净的”量子信道。





报道称,为了完成量子隐形传送,研究人员额外增加了成对的高质量光子。必须高效率发送和探测这些高质量光子,使其能够弥补光子丢失。





研究人员使用了与位于科罗拉多州的美国国家标准与技术研究所联合开发的光子源和探测技术。





日媒:中美领跑量子计算机应用 “未来大脑”竞争拉开序幕





参考消息网1月5日报道日媒称,半导体的高性能化正陷入瓶颈,“石油世纪”也在走向终结。影响企业竞争力的各种极限随处可见。企业该如何利用技术革新突破极限,又该到何处寻找竞争力的源泉呢?量子计算机将成为各国企业2018年追踪的焦点。





据《日本经济新闻》网站1月4日报道,如果400多辆车从市内到机场,如何快速得出避开拥堵的最佳路线?加拿大的创业企业D-Wave Systems的首席执行官维恩·布劳内尔表示,使用该公司的计算机,只需几秒钟就能计算出最佳路线,而“普通的计算机则需要30分钟”。





报道称,量子计算机应用量子力学的原理实现了高速计算。在计算用于新药开发的化学物质配比等方面能够发挥威力。不过,由于与现有计算机的动作原理不同,面临着小型化等问题,目前还处于发展的初级阶段。即便如此,各公司仍对量子计算机寄予厚望。原因是认为相同面积上搭载的电路数量越多、性能也随之提升的“摩尔定律”正渐渐失效。相反,量子计算机则能跨越这一极限。





据《日本经济新闻》网站报道,在量子计算机的应用方面暂时领先的是美国企业。谷歌正加紧自主推进量子计算机的开发,力争应用于人工智能(AI)。IBM也将本公司的量子计算机接入云端服务向大众公开,并与日本的化学企业JSR和德国戴姆勒等用户企业等推进开发。IBM的达里奥·吉尔表示“今后几年量子计算机的技术和应用将加速发展”。





报道称,中国企业的动向也不容忽视。拥有大量数据的中国企业为了活用这些数据,正在加紧开发高速计算机,在相关技术方面正加紧追赶美国。





据《日本经济新闻》网站报道,日本方面,日本电信电话公司(NTT)开发出自主方式的国产机,并从2017年11月开始免费公开。日本政府也决定从2018年度起的10年里投入约300亿日元(约合17.3亿人民币),但目前仍落后一步。





报道指出,左右国家产业竞争力的“未来大脑”的竞争已拉开序幕。





资料图片:D-Wave Systems公司位于加拿大温哥华的量子计算机。(图片来源:《日本经济新闻》网站)





中国量子保密通信领域迎来又一突破!





新华社北京12月4日电(记者胡喆)我国量子保密通信领域迎来又一突破。中国电子科技集团4日晚间发布了一款新型高速量子随机数发生器,量子随机数实时产生速率大于5.4G比特每秒,极限值突破117G比特每秒,刷新了此前中国科学技术大学团队68G比特每秒的记录,成为目前世界上产生速率最高的量子随机数发生器。





按照密码设计的基本原则——“一切秘密寓于密钥之中”。中国电子科技集团网络安全公司总工程师饶志宏介绍,密钥是密码安全性的根基,而密钥产生的质量如何、效率高低,则取决于随机数产生的技术,即随机数发生器的性能的好坏。





“通俗来讲,随机数产生的速率越高,就意味着在单位时间内能够产生更多的钥匙、做到真正意义上的‘随机发钥’,令企图窃密的人眼花缭乱、无‘钥’可用,难以在保密通信中迅速找到破解密码的钥匙并窃密,具备理论上的完美安全性。”饶志宏说。





通信安全是国家信息安全和经济社会活动的基石,但如何确保通信的安全也是一个世界性难题。行业普遍认为量子保密通信技术,作为一种“无条件安全”的通信保密手段,能够完美地解决信息传输过程中的安全问题,成为新一代信息网络安全解决方案的核心。





作为量子保密通信核心设备之一,量子随机数发生器的发展一直受到行业的关注。项目负责人之一、中国电子科技集团网络安全公司高级工程师徐兵杰表示,此次发布的高速量子随机数发生器具有“真随机、超速率、小型化”等特点,共获得5项发明专利,其离线输出的量子随机数比特率比传统技术高3至4个量级,处于国际领先水平,可广泛应用于量子通信产业和信息安全产业。