量子網際網路時代就要來了?它將給世界帶來哪些影響?

2020-09-05 知知貓

  近日,美國能源部發布了題為《建立全國量子網 引領通信新時代》的報告,提出10年內建成全國性量子網際網路的戰略藍圖,並希望藉此確保美國處於全球量子競賽前列,引領通信新時代。

  美國能源部方面稱,量子網際網路利用量子力學定律,能比現有網絡更安全地傳輸信息,「幾乎不可破解」,未來將對科學、工業以及國家安全的關鍵領域產生深遠影響。

  消息一出,就引發了眾多疑問:量子網際網路究竟是什麼?它將給世界和我們的日常生活帶來哪些影響?在發展量子網際網路的路上,會遭遇哪些「攔路虎」?

  信息無法被竊取複製,安全係數最高

  上海交通大學集成量子信息技術研究中心(IQIT)主任金賢敏解釋說,量子網際網路由大規模分布的量子節點和連結各個節點的量子信道組成,用於實現各類量子增強的通信、計算和計量等技術。「一直以來,實際可用的量子網際網路是量子信息科學領域追尋的目標之一。」金賢敏說。

美國能源部的報告中提到,由於量子網際網路具有特殊的訪問方式,每一次訪問都會留下不可磨滅的「痕跡」,因此其被稱為「最安全的網際網路」。據潘建偉解釋,從實際應用的角度來看,量子網際網路的首要任務是以一種無條件安全的方式進行全球性的密鑰共享,如果將隨機產生的密碼編碼在光子的量子態上,依據量子不可克隆定理,一個未知的量子態不能夠被精確地複製,一旦被測量就會被破壞。因此,一旦有人竊取並試圖自行讀取量子密鑰,就一定會被發現。

據專家介紹,量子網際網路是一步一步向前演進的,不斷把量子計算、量子傳感、測量等各類功能融入進來,最終的目標是形成包括量子安全網絡、分布式量子計算和量子傳感網絡在內的「全量子網絡」。美國能源部在報告中稱,人們正在形成一個共識——量子網際網路是21世紀最重要的技術前沿之一。

  引發全球關注,各國競相布局

  鑑於量子網際網路安全性高、應用領域廣泛的特點,全球多個國家都在研發這種新型通信方式。

  據悉,今年2月,美國能源部阿貢國家實驗室和芝加哥大學的科學家在芝加哥郊區成功建立了一個52英裡的糾纏光子「量子環」,這是美國迄今最長的陸基量子網絡之一。該網絡很快將與能源部費米實驗室連接,構成一個80英裡的三節點試驗平臺。此外,石溪大學和布魯克海文國家實驗室聯手勞倫斯伯克利國家實驗室,已經搭建了一個80英裡長的量子網絡試驗平臺,同時正積極進行網絡的擴展工作。

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