在标志着互联网历史的日子中，2017 年 9 月 29 日或许应该被铭记为新互联网的开始，即数据流不可侵犯且无法再被监视的“量子互联网”。那天，中国和奥地利研究人员首次成功通过低轨道卫星建立了量子加密的洲际通信。格拉茨和兴隆的科学家们通过视频会议交换了图像并进行了长达 75 分钟的交谈，两者相距……7,600 公里。 2017年6月，中国研究人员的飞行距离已达到1200公里。几个月的时间里，距离就扩大了6倍。
可怕的量子计算机的解药
这在量子密码学领域是前所未有的，量子密码学是一种尖端技术，由于物理定律，对话者可以以完全安全的方式交换加密密钥。
量子密码系统已经存在十多年了。它们主要被银行等大公司用来通过光纤交换加密密钥。不幸的是，在光纤中，如果不定期放大信号，信号会随着距离呈指数衰减（这在这里不可行）。因此，这些地面系统的范围仍然限于几百公里。通过实现数千公里的量子通信，中国和奥地利的研究人员正在为全球使用量子加密铺平道路，从而为“量子互联网”铺平道路，正如他们在他们的论文中所说的那样。学习。
这样的互联网可以解决笼罩在我们头上的破坏性混乱：量子启示录。距离第一个真正的诞生只剩下几年的时间了量子计算机。这样的机器将能够破解所有公钥密码学，例如互联网安全所依赖的迪菲-赫尔曼密钥交换算法。拥有此工具的任何人都可以读取所有网络交换，无论它们是受 HTTPS 还是 VPN 保护。
中国遥遥领先
美国间谍美国国家安全局正在花费巨资成为第一批拥有这种工具的人。迄今为止，唯一真正已知的治疗方法是量子密码学，它对量子计算机的功能仍然不敏感。我们更加理解为什么中国在这一领域大力开展研究。因为必须强调的是，这个项目主要是由中央王国支持的。该项目由中国教授潘建伟领导，他本人是量子物理学国际权威奥地利教授安东·蔡林格的学生。
这一学术联系解释了为什么中国研究人员与维也纳的同行合作实现了这一传输。然而，作为这项技术核心的卫星完全是由中国方面生产的。目前没有其他国家拥有这样的基础设施，至少没有公开。“它是唯一拥有完整量子通信协议的卫星。从这一点来看，中国有相当大的领先优势””，Anton Zeilinger 研究团队成员 Thomas Scheidl 博士解释道。作为项目征集的一部分，它现在希望与其他欧洲机构联手建立一个类似规模的研究项目« 量子技术旗舰 »，欧盟委员会将于 2018 年启动的一项计划，预算为 10 亿欧元。“我们正在最终确定我们的申请文件”，托马斯·谢德尔告诉我们。
低吞吐量和高延迟
然而，即使这种技术能够发展起来，由于其复杂性，它仍然需要数年时间才能大规模运行。去年九月进行的密钥交换需要几个步骤。这颗卫星以中国古代哲学家墨子的名字命名，首先向格拉茨发射激光束，以生成第一把钥匙（MG）。然后他向兴隆发射激光束以商定第二把钥匙（MX）。这样就可以将用第二个密钥加密的第一个密钥传输给兴隆。最终，两个研究小组拥有相同的密钥来加密他们的通信，即MG。
这一切都很好，但也有一些缺点。这种密钥交换需要一些时间，因为卫星必须首先飞越第一个地面基地（格拉茨），然后飞越第二个地面基地（兴隆）。而下一次密钥交换，则必须等到第二天，即再次绕地球一周的时间。此外，卫星的激光流只能以每秒几千比特的速率生成密钥。因此，卫星每次飞越时只能创建 400 到 833 KB 的密钥。
由于视频会议采用 AES 128 位加密，密钥每秒更新一次，因此通信会话必然会限制在几个小时内。为了获得满足当前通信需求的无延迟基础设施，需要拥有整个量子卫星网络。“然而，优点是我们可以在不同的悬停期间创建密钥并存储它们以供以后使用”，托马斯·谢德尔脾气暴躁。
最后，这种架构还有一个致命弱点，那就是卫星。成功控制的攻击者就掌握了王国的钥匙。无论如何，这项技术仍然非常有前途，我们必须希望欧洲研究人员认真研究它。
