美國宣布開發永不會被劫持的量子網際網路，黑客一詞或將成為歷史
2020-07-26 失落代號近十年來，最熱門的一個詞估計就是量子了，除量子糾纏、量子通信、量子計算機外，還有很多量子的應用。比如說量子燙髮、量子鞋墊、量子內褲……好吧，我們說正經的，據外媒報導，美國政府和科學家近日公布量子網際網路計劃，預計未來十年內投入使用。
美國宣布量子網際網路
其實這不是美國第一次提出量子網絡的概念，在2020年2月份的時候，美國政府在《美國量子網絡戰略構想》裡面，就提到要研究量子網絡相關技術。在這份《美國量子網絡戰略構想》文件中，描述了一個由量子計算機和其他量子設備組成的龐大量子網絡。量子網際網路將催化出很多新興的技術，從而推動網際網路領域的加速發展，並提高網絡通信的安全性，並使計算技術領域發生巨大變革。
美國量子網絡戰略構想
本次宣布的量子網際網路計劃，其主要研發中心將置於美國芝加哥，美國官員和科學家在這座城市（芝加哥）公布了他們構思的「第二個網際網路」宏偉目標。據了解，量子網際網路並不會排斥現有的傳統網際網路，而是將與之並存，但會提供更安全的方式來發送和處理信息。芝加哥大學教授、阿貢國家實驗室資深科學家David Awschalom稱：「這是一項新技術的誕生，它正引發一場全球性的競爭。地球上每個大國都推出了相應的量子計劃，因為情況越來越明朗，它會產生巨大的影響。」
墨子號量子加密通信實驗
量子技術源於量子力學、遵循量子力學規律，主要利用量子狀態光子下產生的一種叫做「量子糾纏」效應進行信息傳遞的新型的通訊方式，具有保密性強、大容量、遠距離傳輸等優點。當然，量子通信是一種全新通信方式，與傳統傳輸經典信息不同，量子通信是量子態攜帶的量子信息。此外，量子通信也稱為量子隱形傳送，與傳統傳輸方式需要載體不同，它不需要載體來傳播信息，因此將可以在沒有物理連接的情況下實現遠距離信息共享。
量子糾纏實示意
通訊的最重要幾個因素，延遲性、穩定性、安全性及保密性在量子網絡上均可以得到提升，特別是在通信安全性方面。據相關人員表示，由於光子和其他量子比特的性質，基於量子通信的量子網際網路將更加安全，甚至有人認為其永遠無法被劫持。從量子力學角度看，量子糾纏傳輸過程是無法被「觀察」的，任何試圖觀察或幹擾這些粒子的行為，都會改變量子糾纏的狀態，從而破壞正在傳輸的信息。因此，隨著量子網際網路的到來，或許宣布這網絡黑客一詞將成為歷史。
網絡黑客
當然，除了上述優點外，量子網際網路對於提高現有計算機算力有很大幫助。阿貢國家實驗室資深科學家奧沙洛姆說，雖然現在的量子計算機還沒有經典計算機那麼強大，但通過量子網際網路將它們連接起來，就可以大大提高它們的運算能力，加快它們在解決複雜問題上的應用，比如尋找新的藥物研發或發現新的高科技材料等。
谷歌量子計算機
目前，美國的量子網際網路實驗已經取得一定的進展，各個組成部分已經在美國各個國家實驗室啟動並運行。據了解，當前阿貢國家實驗室在芝加哥就已經建立了接近84公裡長的量子網絡，不久將連接到附近的費米實驗室，以建立全長超過128公裡的試驗平臺。在紐約，石溪大學和布魯克海文國家實驗室已經建立了另一個128公裡長的量子網絡。
量子網際網路概念設備
關於量子網絡的通信硬體，目前美國計劃是使用仍是光纜、衛星和安裝了量子通信硬體的無人機等，在全美國範圍內慢慢連接這些本地網絡，逐步形成一個大網絡。預計未來幾年，美國國內將出現跨洲際的量子「區域網」。但是據研究人員說，當前還需要開發一種叫做「量子中繼器」的關鍵硬體，用於遠距離放大量子網絡的信號。
歐洲量子網絡研究
目前要加快美國量子網際網路的進展，除了需要投入大量資金外，還有一個緊迫問題，那就是人才的需求。該領域需要成千上萬的科學家及工程師，對於美國來說，這是一項巨大的挑戰。
當然，全世界不僅僅是美國在進行該領域的投入和研究。中國、俄羅斯、歐洲等世界大國都在該領域進行了大量投入和研究，預計在不久的將來，量子網絡將真正的出現在我們眼前，掀起新的一輪信息革命！
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永遠無法被劫持？美國開始開發量子網際網路
據外媒報導，當地時間周四，美國官網及科學家公布了量子網際網路計劃，根據美方的說法，這一新技術可以讓其永遠不會被劫持。這一網際網路技術並不會取締現有網際網路，而是與其並行，但是它將提供更安全的消息發送與處理媒介。 -
量子網際網路的新突破：黑客可能將成為歷史
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美國宣布計劃十年內建成國家量子網際網路，且永遠無法被劫持
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量子物理學不會產生有用的技術?量子網際網路與網際網路有何不同?
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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
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評論：美國宣布量子網際網路國家戰略藍圖 | 袁嵐峰
），對此的中文翻譯可以見墨子沙龍的文章（美國宣布「量子網際網路」國家戰略藍圖）。量子網際網路是量子通信的目標之一，主要特點是通過「量子密鑰分發」的方法，保證通信的「無條件安全」（即不會被任何數學方法破解）。如果你想了解這些科學原理，可以參見我的許多文章，其中最系統的是4萬字的《你完全可以理解量子信息》（你完全可以理解量子信息（1） | 袁嵐峰）。你看了以後，就可以對這個學科有全局性的了解了。 -
美國宣布「量子網際網路」國家戰略藍圖
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美國宣布「量子網際網路」國家戰略藍圖
在中美關係陷入不確定性的大背景下，近日，美國公布了量子網際網路發展的戰略藍圖，以支撐《國家量子倡議法案》的順利施行，確保美國處於全球量子競賽的前列。美國能源部的17個國家實驗室是美國量子網際網路戰略實施的主要支柱。美國國家實驗室制度始於20世紀上半葉，二戰期間及戰後，在國家戰略承擔和實施上，發揮了巨大的作用，滿足國家重大戰略需求是國家實驗室的主要使命。 -
量子信息周報：美國公布量子網際網路藍圖
01 政策美國能源部公布美國量子網際網路藍圖在芝加哥大學舉行的新聞發布會上，美國能源部（DOE）公布了在美國創建量子網際網路的藍圖。根據公布的消息，美國能源部將與大學和行業研究人員合作，計劃在十年內打造出一個可以正常運作的量子網際網路。 -
什麼是量子網際網路?它有何作用?它能替代現有的網際網路嗎?
但是研究人員的這一實驗壯舉，為未來幾十年內開發功能強大的網際網路新版本邁出了重要的一步，它將替代今天使用0或1表示位的網絡，未來的量子網際網路將利用量子信息的量子位，該量子位可以具有無限數量的值。（量子位是量子計算機的信息單位；就像普通計算機中的位）。 -
美國能源部試圖10年完成「永遠無法被劫持」的量子網際網路藍圖
對此，科學家們相信量子網際網路原型的建造將在未來十年內實現。早在今年2月，美國能源部國家實驗室、大學和工業界在紐約市開會，制定了美國國家量子網際網路的藍圖戰略，列出了需要完成該計劃的基本研究項目，描述了工程和設計的障礙，並設定了接近學期目標。美國能源部長丹·布勞耶特（Dan Brouillette）表示：「能源部為在國家量子網際網路的發展中發揮重要作用感到自豪。 -
國外研究人員對量子網際網路研究進展
該研究是一項從中國到歐洲再到美國的全球競賽的一部分，目的是利用光子的奇怪量子特性。賭注很高：獲勝者將獲得戰略優勢，並可能為未來的矽谷播下種子。她說：「考慮到這些距離，我們無法在美國鋪設（新）電纜。」Qunnect的第一個商業產品將在一個量子存儲緩衝器中發揮作用，該量子產品將在一個夏天就轉移到布魯克林海軍院，該量子存儲器可以協調單個光子的傳輸。該設備已從Stony Brook實驗室的龐大桌面上小型化到鞋盒大小，並且不需要其他研究人員開發的設備的超低溫。 -
美國發布量子網際網路規劃
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「量子網際網路」藍圖公布 美國拉響全球量子競賽
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