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智科眼: 双语看懂新世界
量子物理学 676
Quantum(量子) computers(计算机) pose(构成) a(a) big() threat(威胁) to(to) the security(安全性) of(of) modern(现代) communications(通信),(,) deciphering(破译) cryptographic(加密) codes(代码) that(that) would() take(take) regular(常规) computers(计算机) forever(永远) to(to) crack(裂纹).(.) But(但是) drawing() on(on) the properties(属性) of(of) quantum(量子) behaviour(行为) could(可以) also() provide(提供) a(a) route(途径) to(to) truly(真正) secure(安全) cryptography(加密).(.)
Defence(国防),(,) finance(金融),(,) social(社交) networking(网络)()communications(通信) everywhere(各地) rely(依赖) on(on) cryptographic(加密) security(安全).(.) Cryptography(密码学) involves(涉及) jumbling(混杂) up(up) messages(消息) according to(根据) a(a) code(代码),(,) or() key(密钥),(,) that(that) has(具有) too(非常) many() combinations(组合) for(for) even(即使) very() powerful(强大) computers(计算机) to(to) try(尝试) out(out).(.)
But() quantum(量子) computers(计算机) have(具有) an(an) advantage(优势).(.) Unlike(不同) regular(常规) computers(计算机),(,) which(which) process(处理) information(信息) in(in) '(')bits(比特)'(') of(of) definite(明确) ones(那些) and() zeros(),(,) quantum(量子) computers(计算机) process(处理) information(信息) in(in) '(')qubits(量子),"(,") the states(状态) of(of) which(which) remain() uncertain(不确定) until(之前) the final(最终) calculation(计算).(.)
The result(结果) is() that(that) a(a) quantum(量子) computer(计算机) can(可以) effectively(有效地) try(尝试) out(out) many(许多) different(不同) keys(密钥) in parallel(并行).(.) Cryptography(密码学) that(that) would(would) be(be) impenetrable(不可逾越的) to(to) regular(常规) computers(计算机) could(可能) take() a(a) quantum(量子) computer(计算机) mere() seconds(秒钟) to(to) crack(破解).(.)
Practical(实用) quantum(量子) computers(计算机) that(that) can() be(be) used(用于) to(to) break() encryption(加密) are(are) expected(预计) to(to) be(be) years(),(,) if(如果) not(not) decades(十年),(,) away(away).(.) But() that() should(应该) not() be(be) of(of) any(任何) reassurance(保证):(:) even if(即使) a(a) hacker(黑客) cannot(无法) decipher(破译) confidential(机密) information(信息) now(现在),(,) they(他们) could(可以) save(保存) it() and() simply(简单) wait() until() a(a) quantum(量子) computer(计算机) is() available(可用).(.)
"(")The problem(问题) already(已经) exists(存在),"(,") said() Professor(教授) Valerio(Valerio) Pruneri(Pruneri) of(of) the Institute(研究所) of(of) Photonic(光子) Sciences(科学) in(in) Barcelona(巴塞罗那),(,) Spain(西班牙),(,) and() the coordinator(协调员) of(of) a(a) quantum(量子) security(安全) project(项目) called(称为) CiViQ.(CiViQ.) "A("A) hacker(黑客) can(可以) take(采取) what(what) is(is) stored(存储) now(现在),(,) and() break(打破) its() key(密钥) at(at) a(a) later(以后) date(日期)."(.")
The answer(答案),(,) says() Prof(教授).(.) Pruneri(Pruneri),(,) is() another(另一种) quantum(量子) technology(技术).(.) Known as(被称为) quantum(量子) key(密钥) distribution(分发) (QKD),((QKD),) it() is() a(a) set() of(of) rules(规则) for(for) encrypting(加密) information(信息)()known as(被称为) a(a) cryptography(加密) protocol(协议)()that(that) is() almost(几乎) impossible(不可能) to(to) crack(破解),(,) even(即使) by() quantum(量子) computers(计算机).(.)
Eavesdrop(窃听)()
QKD(QKD) involves(涉及) two(two) parties() sharing(共享) a(a) random(随机) quantum(量子) key(密钥),(,) according to(根据) which(which) some(一些) separate(单独) information() is(is) encoded(编码).(.) Because(因为) in(in) quantum theory(量子理论) it() is() impossible(不可能) to(to) observe(观察) something(些东西) without(没有) corrupting(腐化) it,(it,) the two() parties() will() know(知道) whether(是否) someone() else(其他) has() eavesdropped(窃听) on(on) the key(密钥)()and() therefore(因此) whether() it() is(is) safe(安全),(,) or() not(),(,) to(to) share(共享) their(他们) coded(编码) information(信息).(.)
Until now(到目前为止),(,) QKD(QKD) has(has) usually(通常) involved(涉及) specialist(专业) technology(技术),(,) such(such) as() single()-()photon detectors(光子探测器) and() emitters(发射器),(,) which(which) are(are) difficult() for(for) people() outside() labs(实验室) to(to) implement(实现).(.) In(In) the CiViQ(CiViQ) project(项目),(,) however(然而),(,) Prof(教授) .(.) Pruneri(Pruneri) and() his() team(团队) are(are) developing(开发) a(一种) variant(变体) of(of) QKD(QKD) that(that) works(工作) with(with) conventional(传统) telecommunications(电信) technology(技术).(.)
They(他们) have(have) already(已经) created(创建) prototypes(原型),(,) and() performed(进行) some(一些) field(现场) demonstrations(演示).(.) Now(现在),(,) the researchers(研究人员) are(are) working() with(with) industry(行业) telecoms(电信) clients(客户) including(包括) Telef(Telef)ó(ó)nica(nica) in(in) Spain(西班牙),(,) Orange(橙色) in(in) France(法国) and() Deutsche(Deutsche) Telekom(Telekom) in(in) Germany(德国) to(to) create(创建) systems(系统) that(that) work(工作) to(to) their(它们) respective(各自) requirements(要求),(,) with(with) the hope(希望) that(that) the first(第一) systems(系统) could(能够) be(be) online(联机) within(within) three() years(年内).(.)
Prof(教授).(.) Pruneri(Pruneri)'s('s) hope(希望) is(is) to(to) create(创建) highly(高度) secure(安全) communication systems(通信系统) up(up) to(to) 100(100) km(公里) in(in) size(大小) suitable(适用) for(for) governmental(政府),(,) finance(金融),(,) medical(医疗) and() other(其他) high()-()risk(风险) sectors(行业) within(within) cities(城市).(.) It() could(可以) even(甚至) be() used(使用) by(by) everyday(日常) consumers(消费者),(,) although(尽管) Prof(教授) .(.) Pruneri(Pruneri) says() that(that) QKD(QKD) currently(目前) reaches(达到) shorter(更短) distances(距离) and() lower(降低) speed(速度) than(than) regular(常规) communication(通信).(.)
Random(随机)()
Like(一样) normal(普通) cryptography(加密),(,) QKD(QKD) needs(需要) random(随机) keys(密钥)()strings(字串) of(of) numbers()—to(—to) be(be) generated(生成) in(in) the first(首先) place(发生).(.) The more(more) random(随机) these(这些) keys(密钥) are(),(,) the greater(越高) the security(安全性) of(of) the system(系统),(,) as(因为) there(there) is(is) less() chance(可能性) of(of) the keys(密钥) being(being) guessed(猜测).(.) But() the problem(问题) is() that(that) the numbers(数字) generated(产生) with(with) traditional(传统) methods(方法) often(通常) aren(不是)'t('t) totally(完全) random(随机).(.)
Here(这里),(,) quantum mechanics(量子力学) can(可以) again(再次) come(产生) to(to) the rescue(拯救).(.) The behaviour(行为) of(of) atoms(原子),(,) photons(光子) and() electrons(电子) is() believed(认为) to(to) be() truly(真正) random(随机) and() this() can(可以) be(be) used() as(as) a(a) way(方式) of(of) generating(产生) numbers(数字) that(that) cannot(无法) be(be) predicted(预测).(.)
Professor(教授) Hugo(雨果) Zbinden(Zbinden) of(of) the University(大学) of(of) Geneva(日内瓦) in(in) Switzerland(瑞士) said():(:) "(")Quantum(量子) random-number generators(随机数发生器) profit(获益) from() the intrinsic(内在) randomness(随机性) of(of) quantum physics(量子物理学),(,) whereas() classical(经典) true() random number generators(随机数发生器) are() based on(基于) chaotic(混沌) systems(系统),(,) which(which) are() deterministic(确定性) and(),(,) in(in) theory(理论),(,) to some extent(在某种程度上) predictable(可预测)."(.")
Quantum(量子) random-number generators(随机数发生器) already(已经) exist(存在),(,) but() to(to) make() them(它们) more() widely(广泛) applicable(应用) Prof(教授) .(.) Zbinden(Zbinden) and() his() colleagues(同事) working(正在) on(on) a(一个) project(项目) called(名为) QRANGE(QRANGE) are(are) improving(提高) their(他们) speed(速度) and() reliability(可靠性),(,) as(as) well() as(as) reducing(降低) their(它们) cost(成本).(.) Currently(目前),(,) they(他们) are(are) trying(尝试) to(to) develop(开发) prototypes(原型) with(with) a(a) '(')high technology(高技术) readiness(准备) level(水平)'(') () in other words(换句话说),(,) prototypes(原型) that() demonstrate(证明) that(that) the technology(技术) is(is) ripe(成熟) for(for) use(使用) in(in) the real(现实) world(世界).(.)
The work(工作) is(is) an(an) important(重要) step(步骤) in(in) ensuring(确保) that(that),(,) while(虽然) being(being) a(a) threat(威胁) to(to) the security(安全) of(of) our(我们) current(当前) communications(沟通),(,) quantum(量子) approaches(方法) also(also) provide(提供) a(a) path(路径) to(to) more(more) secure(安全) systems(系统).(.)
Quantum(量子) computers() threaten(威胁) classical(解决) cryptography(加密),"(,") says() Prof(教授).(.) Zbinden().(.) "(")Quantum(量子) cryptography(密码) can(能够) be(be) a(a) solution(解决),(,) ((()but())()) it() needs(需求) high-quality(高质量) random numbers(随机数)."(.")

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