為了推動更好的網絡安全，美國能源部布局建設美國量子網際網路

2020-08-03 區塊鏈幣海

由美國能源部和芝加哥大學領導的一個小組計劃開發一個全國性的量子網際網路，該網際網路可能在大約10年內投入使用，並有可能安全地傳輸與國家安全和金融服務相關的敏感信息。

為了推動更好的網絡安全，美國能源部布局建設美國量子網際網路

保羅達巴，能源部負責科學的副部長

能源部負責科學事務的副部長保羅•達巴說:「我們正在努力建設量子網絡，以便將來某一天……變成一個完整的第二網際網路，一個與數字網際網路平行的網際網路。

」

該項目將從12.75億美元的預算中獲得部分資金，這是川普總統的國家量子計劃的一部分，該計劃旨在加速量子信息科學的研發，該領域的研究包括基於量子的通信和量子計算。

中國、加拿大和其他國家也在發展量子信息技術。中國科學家最近在科學雜誌《自然》(Nature)上發表了一項與量子網際網路相關的實驗。


發展美國的組織量子網際網路預計將於周四在芝加哥大學(University of Chicago)的一個網上和現場活動上宣布其計劃。

,

量子網際網路的用戶可能包括那些處理大量高度敏感數據、傳統上容易受到網絡攻擊的機構，比如金融服務行業和負責國家安全的政府機構。


摩根大通(jpmorgan Chase & Co.)應用研究與工程部門董事總經理兼全球技術主管馬可•皮斯託亞(Marco Pistoia)表示，金融機構不斷傳輸需要保密的數據，比如包含特定客戶信息或交易數據的記錄。


皮斯託亞在一封電子郵件中說，「今天加密傳輸的任何東西，在未來都適用於量子網際網路。」摩根大通沒有直接參與能源部的計劃，但皮斯託亞說，他希望未來能與研究人員合作。該公司一直在試驗量子技術。


今天的網際網路可以通過在地下光纜、無線通信技術和衛星上運行的許多光子或光粒子來傳輸信息，例如電子郵件。


在量子網際網路中，存儲信息的光子會被「糾纏」，這種量子力學效應被愛因斯坦稱為「遠距離的幽靈行為」，並通過光纖電纜、無線通信技術和衛星的組合在城市間傳輸。


糾纏光子儘管相距很遠，卻能彼此連接。如果黑客試圖在糾纏光子傳輸過程中的任何時間攔截其編碼的信息，光粒子的性質就會受到幹擾，糾纏就會被打破。例如，一封電子郵件在黑客看來是加密的，在收件人看來也是加密的。


「從物理學的角度來看，量子網絡從定義上講是完全安全的，」達巴說。

在創建量子網際網路的過程中，物理學家將面臨一個技術挑戰，那就是製造糾纏光子，並在信息在全國傳播的過程中保持它們的糾纏。

David Awschalom(左)是芝加哥大學(University of Chicago)和能源部阿貢國家實驗室(Argonne National Laboratory)的物理學家，他與一名研究生在自己的實驗室審查量子信息實驗的數據。


芝加哥大學(University of Chicago)和阿貢國家實驗室(Argonne National Laboratory)的物理學家、量子網際網路計劃(quantum internet plan)的主要作者大衛·奧斯卡洛姆(David Awschalom)說，一種方法是使用被稱為非線性光學晶體的特殊晶體，當受到光脈衝的激發時，可以產生一對糾纏光子。


科學家們目前正在試驗所謂的量子中繼器，這種中繼器可以放置在新網際網路的節點上，以確保光子在信號下降時保持糾纏，這在全國網際網路數據傳輸過程中是不可避免的。

中繼器是當今網際網路中常用的設備，因為在傳輸過程中，信號強度在大約20英裡後開始下降。Awschalom說，量子中繼器還處於開發的早期階段，但已經顯示出了令人鼓舞的成果。 量子網際網路實驗目前正在進行中。

來自能源部阿爾貢國家實驗室的科學家們，該實驗室是位於伊利諾斯州勒蒙特的一個科學和工程研究中心。今年2月，芝加哥大學(University of Chicago)表示，他們已經在芝加哥郊區建立了一個由52英裡長的糾纏光子組成的量子網絡，這些光子在未使用的電信光纖上運行。在大約一年的時間裡，這個網絡將被連接到能源部的費米國家加速器實驗室，這是一個位於伊利諾州巴達維亞的粒子物理和加速器實驗室。，創建了一個80英裡長的量子網際網路試驗臺。

政府參與量子網際網路的發展反映了網際網路的歷史，其前身是美國國防部在1969年開發的阿帕網。大約20年後，網際網路的商業應用變得廣泛。

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