量子信息技术量子密码构筑“数字城堡”的铜墙铁壁近年来,谍战剧热播我国荧屏,围绕着夺取情报、破译密码,一个个斗智斗勇的故事,吸引了无数观众的眼球
然而很多人并不知道,随着量子信息技术的发展,密码通讯正在迎来划时代的变化,一种永远无法破译的密码或将在不远的未来登上军事斗争舞台
具体来说,密码大都采用单项数学函数的方式,应用了因数分解或其它复杂的数学原理
例如,在互联网上比较常用的RSA密码算法,就是应用因数分解的原理
因为要计算两个大质数的乘积很容易,但要将乘积分解回质数却极为困难,这就使得密码很难被破解
然而,美国科学家皮特·休尔却提出了“量子算法”,它利用量子计算的并行性,可以快速分解出大数的质因子,这意味着以大数因式分解算法为根基的密码体系在量子计算机面前不堪一击
差不多同时,另一个著名的量子算法——“量子搜寻算法”也被提出,用该方法攻击现有密码体系,经典计算需要1000年的运算量,量子计算机只需小于4分钟的时间,从而使传统密码领域遭遇前所未有的挑战,以致有科学家宣称:“其意义不亚于核武器……一旦有些国家拥有了量子计算机,而另一些国家却没有,当战争爆发的时候,这就犹如一个瞎子和一个睁眼的人在打架一样,对方可以把你的东西看得清清楚楚,而你却什么都看不到
”当然,量子计算机的出现虽然会对传统密码产生颠覆,但是量子信息同时也提供了一个守护神,即一种理论上无法破解的密码——量子密码
由于采用量子态作为密钥,具有不可复制性,因而无破译的可能,量子密码的出现也因此被视为“绝对安全”的回归
2003年世界第一套商用量子密码机NAVAJO在美国诞生,世界各国纷纷将量子通信纳入国防科技发展战略之中
如美国洛斯阿拉莫斯国家实验室就在研究量子局域网的密码体系和自由空间量子密码
此外,英国国防部及欧盟各国也启动了类似的量子密码研究计划
量子通信:“超光速”联通一体化战场神经网络这个世界上真的存在“超时空隧道”吗?对此,科学家给出的答案是,伴随着量子信息科技的持续发展,未来这一幻想不是没有实现的可能
当然,这一说法今天看来依然不无夸张,但其所谓的与“量子纠缠”密切关联的“量子态隐形传输”则正在变为现实
通俗而言,两个相距遥远的陌生人不约而同地想做同一件事,好像有一根无形的线绳牵着他们,这种神奇现象可谓“心灵感应”
与此类似,所谓量子纠缠,是指在微观世界里,有共同来源的两个微观粒子之间存在着纠缠关系,不管它们距离多远,只要一个粒子状态发生变化,就能立即使另一个粒子状态发生相应变化
量子通信正是利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型通信方式
此种通信技术若能得以实现,其影响将是划时代的
在时空方面,由于量子通信属于超光速通信,不仅是“最快的通信”,而且有穿越大气层的可能,从而为基于卫星量子中继的全球化通信网奠定了可靠基础
日前,德国物理学家就正在利用量子纠缠效应打造量子互联网,其研究人员称:“我们已经实现了第一个量子网络原型,在节点之间完成了量子信息的可逆交换
此外,还可以在两个节点之间产生远程纠缠,并保持约100微秒……未来人们通过它不仅可以进行远距离的量子信息沟通,而且还将使大型量子互联网完全实现成为可能
”显然,这一量子通信技术在军事应用方面有着无与伦比的广阔前景,量子隐形通信系统将建立在各类作战指挥控制体系之间和各种侦察预警系统、主要作战平台以及量子微空间武器系统之中,构建出量子信息化战场的通信网络,以其超大信道容量、超高通信速率等特性,在未来的信息化战争中扮演无可替代的角色
亦正因此,近年来,美国国防高级研究计划署启动了多项量子通信方面的相关研究计划
英国、德国、日本等国也都将量子通信技术纳入议程,对其开展了广泛的探索
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