无法破解的量子信息现在可以通过空气发送，很快就会被发射到太空。

 

正如《生活科学》杂志此前报道的那样，中国科学技术大学的研究人员于2018年研究出了如何在轨道卫星和地面站之间秘密共享“量子密钥”。这使得中国“墨子号”卫星与其在欧洲和亚洲的三个地面站点之间的连接成为迄今为止世界上最大的安全量子网络。但是墨子号最初使用的量子保密工具有一些漏洞，这就要求科学家们开发一种更先进的量子加密形式，即测量设备无关量子密钥分发(MDI-QKD)。现在，同样是这些研究人员，第一次在中国的一个城市，在不使用任何光纤的情况下，198198彩注册彩注册正规网址是什，无线实现了MDI-QKD传输。他们正准备把MDI-QKD送去墨子号。

 

安大略省卡尔加里大学(University of Calgary)的量子通信研究员丹尼尔·奥布拉克(Daniel Oblak)说，“中国研究小组的研究结果对量子通信界来说非常有趣。”奥布拉克没有参与这项实验。

 

他说，这为实际的量子加密网络打开了大门，这种网络依赖于卫星和光纤电缆的串联工作，这在目前的技术中是不可能实现的。

 

Quantum-secure消息

 

你通过手机发送的每一点安全数据——比如通过手机应用程序发送到银行的指令，或者与你妈妈的Whatsapp信息——都已经被潜在的黑客远距离传播。但任何监听者可能都无法理解这些信息，因为它们被转换成胡言乱语，只能用一个安全密钥解密，基本上就是一长串数字。这串数字被它保护的信息打乱了，只有知道这串数字的人才能破译它们。

 

不过，这些系统并不完美，容易受到任何监听共享密钥的人的攻击。根据比利时密码学家Gilles Van Assche的书《量子密码学和秘钥蒸馏》(剑桥大学出版社，2006年)，他们通常也不会使用足够长的数字串来确保完全安全，即使是那些没有监听密钥的人。

 

因此，在20世纪80年代，研究人员开发了一种利用量子力学生成安全密钥的理论方法。他们发现，安全的密钥可以被编码到单个粒子的量子特性中，然后秘密地来回交换。这种“量子密钥分配”(QKD)的优势在于，量子物理学规定，观察一个粒子的行为会不可挽回地改变它。因此，任何试图拦截量子密钥的间谍都可以立即被粒子的变化检测到。

 

保护量子保险库

 

近年来,随着研究人员开始构建原型量子密钥分发网络使用光子(光的粒子),一个重要的缺陷出现在系统——“侧信道攻击”可以虹吸量子密钥的副本直接从接收器,一项2012年发表在《物理评论快报》。

 

因此，现在菠菜业买彩票的软件提款速度敢说第二没人敢说第一的台子必然是198彩票平台。，研究人员开发出了MDI-QKD，并在2012年的那篇论文中称其为“一种移除所有(现有的和尚未被发现的)探测器侧通道的简单解决方案”。

 

在MDI-QKD中，消息的发送方和接收方同时向第三方发送他们的量子密钥光子(以及诱饵)。每个光子包含一个比特的信息:1或0。第三方不需要是安全的， ，而且它不能读取光子传递的信息。

 

QuTech公司是荷兰代尔夫特理工大学(Delft University of Technology)和荷兰应用科学研究组织(Netherlands Organization for Applied Scientific Research)合作的公司。QuTech公司的量子通信专家沃尔夫冈·泰特尔(Wolfgang Tittel)说:“它所能告诉我们的只是光子之间的关系。”它只会说“它们是相同的还是不同的。”

 

当发送方和接收方都发送1或0时，他们会从中继中得到一条消息，说明他们发送了相同的位。如果他们发送不同的号码，转播广播说他们发送了不同的号码。监视这个传递过程的黑客只能分辨出光子是相同还是不同，却无法分辨它们代表的是1还是0。

 

泰特尔告诉《生活科学》杂志说:“当然，寄给美国的人知道他们寄了什么，所以他们也知道别人寄了什么。”

 

所有这些1和0加起来就是一把安全的量子密钥，而黑客根本无法知道那是什么。

 

但是，没有参与这项最新实验的Tittel说，MDI-QKD有自己的挑战。它要求两个光子精确地同时到达继电器。

 

“我们发现这很困难，因为设备温度的变化，”他说，这可能会打乱时间。

 

那就是使用专用的光纤电缆。在空气中发送光子需要考虑大气湍流，这使得时间更加难以预测。

 

Tittel说，这就是为什么新的实验如此令人印象深刻的原因。虽然中国自2018年以来一直在用“墨子号”进行标准的量子密钥传输，但直到现在，还没有人想出如何在没有光纤电缆来回传输光子的情况下，在长距离运行更不易破解的加密系统。

 

在这项新研究中，研究人员将MDI-QKD安全密钥发送到合肥市两座建筑之间11.9英里(19.2公里)的露天区域。为了确保光子准确地同时到达继电器，他们开发了一种算法，使发送端和接收端设备能够计算出那一段大气中的波动。

 

让MDI-QKD进入太空需要解决更多的问题，包括更好的算法，可以考虑更大的距离。

 

“我们希望克服的第二个挑战与卫星的运动有关，”论文作者之一张强(Qiang Zhang)告诉Phys.org。

 

运动的目标会改变光子的行为，为了理解信号，我们必须非常精确地解释这些行为。

 

Tittel说，卫星的运动使MDI-QKD“非常困难”，但中国科技大学的研究团队有可能完成这项工作。

 

如果他们做到了，他们就会开发出一个量子网络，任何已知的破解方法都无法破解。这将是世界上最安全的远程通信网络。