Enigma机以量子跳跃

Enigma机以量子跳跃

罗切斯特大学的研究人员已经超越了理论证明一个牢不可破的加密的信息可以用钥匙,远短于消息的第一时间,曾派。

直到现在,牢不可破的加密信息是通过一个系统由美国数学家Claude Shannon所设想的传播,是信息论的“父亲”。Shannon结合了代数和电气电路知识想出一个二进制传输,安全信息的系统,在三种情况下:关键是随机的,只能使用一次,并至少只要消息本身。

“丹尼尔的研究相当于一个重要的一步,不仅是加密,但量子数据锁定领域,”豪厄尔说。

量子数据锁是一种由麻省理工学院的量子信息学教授Seth Lloyd提出的一种加密方法,该方法利用光子与光相关的最小粒子来进行信息的加密。量子数据锁定被认为安全的加密信息的局限性,但劳埃德想出如何使额外的假设,即那些涉及光与物质之间的边界,使它成为一个更安全的方式发送数据。 而二进制系统只允许一个或关闭信息的每个点的位置,光子波可以以多种方式改变:倾斜的角度可以改变,波长可以长或短,和幅度的大小可以修改。由于光子具有更多的变量和有基本的不确定性时,量子测量加密解密信息的量子密钥可以短消息本身。

劳埃德的系统保持理论直到今年,当Lum和他的团队开发了一种量子密码机,将理论付诸实践。该设备的名称从德国在第二次世界大战期间使用的加密机,它采用了一种编码方法,英国和波兰情报机构是秘密能够破解的。

让我们假设爱丽丝想要发送加密邮件给鲍伯。她用机器产生的光子在自由空间中旅行到空间光调制器(SLM)改变单个光子的性质(如振幅、倾斜)正确编码信息转化为平面而倾斜波前可以聚焦到独特的点由倾斜。但SLM做一件事:它扭曲了光子的形状为随机模式,使得波前不再平整,这意味着它不再有明确的焦点。爱丽丝和鲍伯都知道确定实施加扰操作键,所以鲍伯能够用自己的SLM把波前,重新聚焦的光子,并将改变性质成消息不同的元素。

随着对光子的形状、亮度和团队使用了不确定性原理,即我们越了解粒子的一个属性,我们对它的另一个特性,知道的越少。由于这一点,研究人员能够安全地锁定在六位的经典信息,只使用一个位的加密密钥的操作称为数据锁。

“虽然我们的设备没有百分之100的安全,由于光子损失,”Lum说,“这的确表明数据锁定在信息加密是远远超过一个理论。”

对量子密码机的最终目的是为了防止三分之一方为例,有人截取和破译的信息叫夏娃。量子理论的一个重要原则是,测量一个量子系统的单纯行为改变了系统。因此,夏娃只有一个镜头在获取和翻译加密的消息的东西,几乎是不可能的,因为几乎无限数量的模式,存在于每个光子。

LUM和豪厄尔的论文是发表的同时在同一课题的两篇论文。另一篇文章“量子数据锁”是由中国物理学家简伟攀领导的一个研究小组所说的。

“这是极不可能的,我们的自由空间的实现将通过大气条件是有用的,”Lum说。“相反,我们已经确定了光纤作为一个更实用的路由数据锁定的使用,一个路径泛的组实际上开始与。无论如何,该领域仍处于起步阶段,需要大量的研究。”

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