未来的量子计算机将无法与利用光传输数据的“太空加密”相匹敌
量子计算机总有一天会破解加密。但将数据转换成光粒子，并使用数千颗卫星将其发射出去，可能是解决这个问题的一种方法。
目前，消息传递技术依赖于数学或加密的保护方法，包括端到端加密。这种技术既被用于WhatsApp，也被企业、政府和军方用来保护敏感数据不被截获。
加密的工作原理是，使用一种只有发送方和接收方才能使用的算法和密钥，将数据或文本打乱成看起来毫无意义的内容。理论上，这些算法是可以被破解的。但它们被设计得如此复杂，以至于即使是最快的超级计算机也需要数百万年的时间才能将数据转换成可读的东西。
量子计算机改变了这个等式。虽然这个领域还很年轻，但科学家们预测，这种机器有一天会强大到足以轻易破解加密算法。这是因为它们可以并行处理指数级的计算（取决于它们使用多少量子位），而传统计算机只能按顺序处理计算。
由于担心量子计算机有朝一日会淘汰加密技术，科学家们提出了保护敏感通信的新技术。其中一个领域被称为“量子密码学”，涉及构建能够保护数据免受加密的量子计算机攻击的系统。
根据IBM的说法，经典密码学依赖于算法来打乱数据并保证其安全，而量子密码学的安全性要归功于量子力学的怪异特性。
例如，在1月21日发表在《高级量子技术》杂志上的一篇论文中，科学家描述了一项名为“Quick3”的任务，该任务使用光子（光的粒子）通过一个庞大的卫星网络传输数据。
TUM量子通信系统工程教授、该论文的合著者托拜厄斯·沃格尔（Tobias Vogl）在一份声明中说：“安全性将基于被编码成单个光粒子然后传输的信息。物理定律不允许提取或复制这些信息。”
这是因为测量量子系统的行为会改变它的状态。
“当信息被截获时，光粒子改变了它们的特性，”他补充说。“因为我们可以测量这些状态变化，任何拦截传输数据的企图都会立即被识别出来，无论未来的技术如何进步。”
然而，TUM的科学家在声明中说，传统的基于地球的量子密码的挑战在于长距离传输数据，最大距离只有几百英里。这是因为光在传播过程中往往会散射，并且没有简单的方法可以通过光纤电缆复制或放大这些光信号。
科学家们还尝试将加密密钥存储在纠缠的粒子中，这意味着数据在空间和时间上在两个粒子之间本质上是共享的，无论它们相距多远。例如，2020年的一个项目展示了相隔700英里（1120公里）的两个地面站之间的“量子密钥分发”（QKD）。
然而，当涉及到传输光子时，在高于6英里（10公里）的高度，大气非常薄，光线不会被散射或吸收，因此信号可以延伸到更远的距离。
Quick3系统将包括以这种方式传输数据的整个系统，包括建造卫星所需的组件。该团队已经在地球上测试了每个组件。下一步将在太空中测试该系统，计划于2025年发射一颗卫星。
该团队表示，他们可能需要数百颗，甚至数千颗卫星来建立一个完整的量子通信系统。
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