量子計(jì)算機(jī)來了，如何才能阻擋量子計(jì)算機(jī)的攻擊

（文章來源：博科園）

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新方法來保護(hù)數(shù)據(jù)免受量子計(jì)算機(jī)的攻擊。正如科學(xué)家發(fā)表在《新物理學(xué)》期刊上的那樣，隨著量子計(jì)算機(jī)的興起，我們不能再排除量子計(jì)算機(jī)將變得如此強(qiáng)大，以至于可以打破現(xiàn)有密碼學(xué)的可能性。單一的光粒子已經(jīng)被用來保護(hù)數(shù)據(jù)，但每個(gè)光子傳輸一位的速度很慢。Pepjn Pinkse領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，將傳輸速度提高到每光子7比特，而且計(jì)算機(jī)使用密碼學(xué)來保護(hù)通信安全。

例如，你的手機(jī)和銀行之間轉(zhuǎn)賬的通信必須是安全的，以防止犯罪分子篡改信息并告訴銀行將錢轉(zhuǎn)賬到不同的銀行賬戶。從理論上講，量子計(jì)算機(jī)可以打破現(xiàn)有的密碼學(xué)。但直到現(xiàn)在，量子計(jì)算機(jī)可以做任何快速經(jīng)典計(jì)算機(jī)做不到的事情的證明是杰出的，這一點(diǎn)我們稱之為“量子霸權(quán)”。此前谷歌在《自然》期刊上發(fā)表論文聲稱這是“量子霸權(quán)”的實(shí)驗(yàn)證明，盡管其計(jì)算沒有實(shí)際用途。然而，我們不能再排除量子計(jì)算機(jī)將變得如此強(qiáng)大，以至于它們能打破現(xiàn)有密碼學(xué)的可能性。

因?yàn)橛幸恍┮阎牧孔?a href="http://srfitnesspt.com/v/tag/2562/" target="_blank">算法打破了當(dāng)今最常用的密碼學(xué)方法。幸運(yùn)的是，量子技術(shù)也提供了解決方案。利用量子密鑰分發(fā)(QKD)，可以在發(fā)送者和接收者之間安全地建立秘密密鑰，這不是科幻小說。商業(yè)QKD系統(tǒng)可從幾個(gè)供應(yīng)商處獲得，并且已經(jīng)部署了基于空間的版本。標(biāo)準(zhǔn)的QKD系統(tǒng)使用單一的光粒子處于兩種可能的狀態(tài)之一，例如水平或垂直偏振。這將傳輸限制為每個(gè)光子一位，在某種意義上，光子被編碼成只有兩個(gè)字母的字母表：a和b。

科學(xué)家現(xiàn)在用一千多個(gè)字母增加了這個(gè)數(shù)字。這增加了對噪聲的抵抗力，并潛在地提高了數(shù)據(jù)速率。通過在10^24個(gè)使用過的光子的可能位置，對量子信息進(jìn)行編碼來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。為了讓攻擊者很難看到發(fā)送的內(nèi)容，會在兩個(gè)不同的字母表之間隨機(jī)切換編碼。領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的Pepjn Pinkse解釋說：這就像試圖猜測兩個(gè)會議室里在說什么。一個(gè)房間的會議語言是中文，另一個(gè)房間的會議語言是荷蘭語，但你在進(jìn)入之前并不知道。

如果一個(gè)說荷蘭語的人選擇了中文房間，他什么都不懂，盡管對于一個(gè)說中文的人來說，講說是非常清楚的。在該方法中，發(fā)送者使用兩種語言，并在它們之間隨機(jī)切換。此外，接收者還可以在以一種語言或另一種語言收聽之間進(jìn)行切換。只有在語言一致的情況下，才能傳達(dá)有用的信息。同時(shí)聽兩種語言是物理學(xué)基本定律所禁止的。研究人員將這項(xiàng)技術(shù)與非常微弱的光、視頻投影儀芯片和現(xiàn)代單光子探測相機(jī)一起使用，證明了它們可以在每個(gè)光子上傳輸多達(dá)7個(gè)安全比特。
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