坐了時光機?美國政府準備打造國家級量子網際網路 觀測者效應註定無法被竊聽

美國能源部計畫開發一個國家量子網際網路,以確保絕對安全的通訊及作為重力波偵測等進階科學研究的工具。

美國能源部計畫開發一個國家量子網際網路,以確保絕對安全的通訊及作為重力波偵測等進階科學研究的工具。

美國政府上周於芝加哥大學記者會上公佈藍圖計畫,38頁的報告公佈了這個計畫的宗旨及以及實驗概念前必須克服的研究挑戰。

亞原子粒子的量子特性使它們不僅可以打造非傳統的電腦,而且理論上也能打造新型態的網路。美國能源部提出的量子網際網路是一種可以量子位元(qubits),而非位元(bits)來傳輸資料的網路。這個概念有很大技術挑戰,但如果實現卻也能帶來很大好處。

量子網路最大好處是資安。在網路連線上快速移動的量子位元會出現「觀測者效應」(observer effect),即竊聽的駭客偷看量子位元會使之產生變化。這就提供網路業者很有效的安全入侵偵測方法,也是為何這個概念對政府和產業有巨大吸引力的原因。

這項技術也提供很棒的研究工具,量子網路或許有一天可用來執行一群超級精準的量子感測器來偵測重力波、追蹤火山爆發和其他各種科學研究主題。

美國能源部的策略藍圖也為國家量子網際網路的開發提供高層次的構想,也說明了需要克服的技術挑戰。這份報告舉出的重要研究目標包括量子網路裝置、發展路由技術,以及找出方法來修正量子位元在量子網路上移動產生的資料錯誤。

必要的元素齊備後,計畫的下一步就是逐步實現國家量子網際網路。美國能源部認為第一步是驗證未來量子網路協定的安全性,方法是在現有光纖網路上測試。他們希望未來能在不同校園、城市甚至不同州之間部署量子網路連線。

能源部下的科學辦公室次長Paul Dabbar說,本計畫最終要把能源部下17所國家實驗室串聯成量子網際網路的骨幹。此外也將加入大學、民間業者,以及各領域的專家和單位。

其中芝加哥大學將扮演重要角色。其研究人員和能源部下一家實驗室合建的一座83公里長的量子網路最近剛完成第一個量子糾纏實驗。下一步這座網路將會連結由費米實驗室管理、位於伊利諾州的另一座實驗室,以建立128公里長的科學實驗網路。

芝加哥大學教授David Awschalom指出,這強大的資源有助於透過產學界的合作,以加速推動量子資訊科學與工程,並領導這飛速進展的領域。

來源:Silicon Angle

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