第600章 超光速通訊？量子計算機！量子加密

  第600章 超光速通訊？量子計算機！量子加密系統！不可破解！最強密碼！

  量子糾纏的原理雖然是未知的，但是這並不妨礙科學家利用它創造出各種高新技術。

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  就好比幾乎沒有多少人知道手機的原理，但玩起來時，一個比一個溜。

  量子糾纏同樣如此。

  與其相關的，有兩個最為人熟知，堪稱是科幻概念的技術。

  分別是：量子加密通訊、量子隱形傳態。

  前者給人的感覺是「超光速通訊」、「星際通訊」等。

  後者給人的感覺是「瞬移」、「超遠距離傳輸」等。

  可惜，這些主觀印象都是對這兩大技術的誤解。

  它們的本質可能和大家想像的內容大相逕庭。

  此刻，面對吳有訓的問題，李奇維侃侃而談道：

  「關於量子糾纏，我設想了兩種可能衍生而出的技術。」

  「第一個就是量子加密通訊。」

  嘩！

  眾人聞言皆是一驚！

  布魯斯教授果然不愧是能開科技公司的大佬，隨便就能想到應用。

  但有人不解地疑惑道：

  「教授，您剛剛才說量子糾纏並不能傳遞信息，它又如何能應用到通訊中呢？」

  眾人紛紛點頭。

  這就是量子糾纏美中不足的地方，不能傳遞能量和信息。

  否則，直接就能用於超光速通訊，星辰大海的未來也不遠了。

  在後世，大多數人以為的「量子通訊」就是超光速通訊。

  一旦有人發論文，說什麼量子通訊取得突破，營銷號就開始興奮了。

  「震驚！使用量子通訊，速度是光速的一萬倍！」

  「牛郎織女再也不用在鵲橋相會啦！」

  但量子通訊真的能超光速嗎？

  顯然是不可能的。

  科學家也根本不會研究超光速的通信方式。

  李奇維說道：

  「量子加密通訊中，重點是【加密】，而不是【通訊】。」

  「在討論這個問題之前，我先講講經典的密碼系統。」

  「當發生戰爭時，間諜和保密工作堪稱是一場隱形的地下戰爭。」

  「如果直接在紙上寫內容，一旦被敵人截獲，那後果不堪設想。」

  「因此，間諜必須保證信息的安全性。」

  「而對信息進行加密就非常必要了。」

  「目前常見的加密手段是【私鑰密碼系統】。」

  「什麼意思呢？」

  「假設間諜要發送一條信息：【明天五點行動】。」

  「那麼他可以和自己的接收方事先規定一個轉換規則。」

  「比如用數字1代表明天，2代表五點，3代表行動。」

  「這裡的數字也可以換成文字、圖像等，都可以。」

  「這樣一套只有己方人員知道的信息轉換規則，就是密鑰。」

  「接受信息的人，只要通過查詢密鑰，就能翻譯出原文，完成一次加密通訊。」

  「而敵方就算截獲了信息，因為沒有密鑰，所以無法翻譯原文。」

  「大家可能熟悉的摩爾斯密碼就屬於私鑰密碼系統。」

  「但是！」

  「這種密碼形式很容易出現漏洞，並被破解。」

  「比如，如果敵方多次截獲了信息，那麼他們很可能利用統計的方法，從中找出規律。」

  「這在數學上並不是一件難事。」

  「所以，傳統的私鑰密碼系統還有改善的地方。」

  「我之前看過幾篇數學論文，其中有篇論文是關於質數的。作者構想了一種全新的密碼系統。」

  「我受到這篇論文的啟發，設計了一種全新的密碼系統。」

  「我稱為【公鑰密碼系統】。」

  「剛剛的私鑰密碼系統只有己方的發送方和接收方知道密鑰。」

  「一旦密鑰被敵人破解，就需要重新再設計一套密鑰。」

  「而公鑰密碼系統與之有很大的不同。」

  「首先，接收方先設計一個極難破解的專用密鑰。」

  「並且這種密鑰只有接收方一個人知道，哪怕是己方的間諜也不知道。」

  「接著，根據這個專用密鑰，設計出一個公開密鑰。」

  「任何人，甚至是敵人，都可以通過公開密鑰，向接收方發送加密信息。」

  「接收方收到信息後，就可以利用自己知道的專用密鑰翻譯原文。」

  「這種方式相比私鑰密碼系統有一個顯著的優點，那就是不怕被竊聽。」

  「因為公開密鑰是公開的，所有人都知道，而專用密鑰只有一個人知道。」

  嘩！

  眾人聞言皆是一驚！

  布魯斯教授竟然還對密碼學有如此深入的研究。

  甚至還自創了一套密碼理論。

  簡直可怕！

  這時，狄拉克忽然說道：

  「教授，這種公開密鑰系統的關鍵就在於那個專用密鑰。」

  「它必須具有絕對的安全性，並且在理論上無法被破解。」

  「否則，您的公鑰密碼系統其實就是兩重的私鑰密碼系統，沒有本質區別。」

  李奇維微微一笑。

  狄拉克果然天資聰慧，一眼就看出其中的端倪。

  「沒錯，狄拉克說的很對。」

  「接收方的專用密鑰非常關鍵。」

  「而我設計的專用密鑰正是來源於那篇關於質數的論文。」

  「我們知道，在數學上，想要將一個合數分解成兩個質數之積是非常困難的事情。」

  「而且隨著合數位數的增加，這種難度是呈指數型遞增的。」

  「比如讓你分解21，非常簡單，3×7。」

  「但如果讓你分解1829375493493834這個數，請問你怎麼分解？」

  「不僅普通人不會，就連數學家也束手無策。」

  「那篇數學論文就是研究這種【大數不可分解性】。」

  「作者通過研究發現，合數每增加1位，所花費的分解時間就提高4倍。」

  「因此，對於足夠長的大合數，以人類的算力是永遠無法破解的。」

  「我就是利用這種性質，想到了設計公鑰密碼系統。」

  「具體是這樣做的。」

  「把兩個質數的乘積之和當成公開密鑰發布出去，所有人都能使用。」

  「但是把這兩個質數當成專用密鑰，只有接收方一個人知道。」

  「根據大數不可分解性，敵人就算知道了合數，他也分解不出正確的兩個質數是什麼。」

  「所以，這種密碼系統無法被破解。」

  「當然，以上只是公鑰密碼系統的基本原理。」

  「如果想設計出真正實用的密碼，還要經過很多複雜的步驟。」

  「不過，那就不是我關心的內容了。」

  嘶！

  眾人聽完，頓時倒吸一口冷氣。

  所有人都被布魯斯教授的智慧所折服。

  基於大數不可分解特性的公鑰密碼系統，簡直可以用精妙絕倫來形容！

  「天啊！」

  「布魯斯教授實在太可怕了！」

  「他竟然想到用數學的原理來設計密碼系統。」

  「真是太驚艷、太天馬行空了！」

  狄拉克敬佩地點點頭。

  他終於明白布魯斯教授口中的不可破解是如何實現了。

  這種數學上的計算，確實不是人力能攻克的。

  然而，盧瑟福、普朗克等人卻眉頭微皺。

  他們在之前的戰爭中，曾為自己的國家服務過。

  所以他們很清楚布魯斯所說的加密理論，對於軍方的吸引力有多麼大。

  情報保密工作永遠是重中之重。

  「布魯斯不會惹上什麼麻煩吧」

  此前李奇維雖然提出過核聚變的猜想，但是那玩意想變成武器，目前看不到任何希望。

  但是公鑰密碼系統就不同了，具有極強的可實現性。

  不排除某些人蠢蠢欲動，想要據為己有。

  李奇維倒是沒有考慮這點，他僅僅只是提出一個原理而已。

  就好比會解麥克斯韋方程組，不代表就能造出無線電報。

  在場大部分人也都是單純的物理學家，他們更在乎的是另一個問題：

  「布魯斯教授說了這麼多，密碼系統和量子糾纏到底有什麼關係呢？」

  這時，李奇維話音一轉：

  「但是！」

  「剛剛的公鑰密碼系統，依然存在一個漏洞。」

  「那就是：人力也許算不出來，但如果用機器計算，就不一定了！」

  嘩！

  眾人皆驚！

  什麼樣的機器能運算如此龐大複雜的過程？

  「現有的算盤、手搖式計算機，當然不可能分解大合數。」

  「但世界是在不斷地向前發展的。」

  「或許幾十年後，就會出現某種算力特別強大的【計算機】。」

  「聰明如狄拉克，一秒也只能計算一次。」

  「但那些強大的計算機，或許能一秒計算上億次。」

  「這樣的計算機，有足夠的算力，能直接暴力破解專用密鑰。」

  嘩！

  全場震撼！

  所有人都想不到，僅僅再過二十年，世界上第一台計算機就要誕生了。

  雖然那只是最簡單最初級的電子管計算機，但它的出現徹底改變了人類文明。

  而哪怕是後世最牛逼的超級計算機，它的算力依然不夠，解決不了大數分解問題。

  比如，如果要分解一個300位的大合數，計算機可能需要上千萬年的時間。

  李奇維設想的計算機，其實是「量子計算機」。

  傳統計算機用0和1來表示信息的最小單位，比特。

  而量子計算機使用量子比特來表示信息單元。

  比如電子的自旋處於迭加態，既可以向上，也可以向下，它就可以當成一個量子比特。

  規定自旋向上表示1，自旋向下表示0。

  如此一來，傳統計算機中，一個比特只能傳遞一個信息；而量子計算機中，一個比特可以傳遞兩個信息。

  所以，量子計算機的效率是傳統計算機的2^n倍。

  假如有1000個量子比特，那麼量子計算機的算力將強大2^1000倍。

  這是一個極其恐怖的數字！

  解決大數分解問題綽綽有餘！

  當然，哪怕在後世，量子計算機依然還處於早期的研究階段，離應用還有不小的距離。

  但人類早晚有一天會攻克量子計算機的難題。

  所以，公鑰密碼系統到時候也就會被淘汰了。

  而李奇維接下來要提出的，就是基於量子糾纏的密碼系統。

  它才是真正意義上的「無法破解」。

  此刻，李奇維接著說道：

  「即便未來人類真的研究出強大的計算機，能暴力破解大數分解。」

  「但我接下來要提出的這種密碼系統，不管是算力多麼強大的計算機，都無法破解。」

  「它從原理上就消除了被破解的可能性。」

  「因為它是基於量子糾纏現象的量子加密系統。」

  「利用量子態對信息進行加密，這就是量子密鑰。」

  「比如，單個光子的偏振方向有垂直和水平之分。」

  「假設用垂直方向代表1，平行方向代表0。」

  「一段信息被一對處於量子糾纏狀態的光子所加密。」

  「那麼，一旦敵人截獲了這些信息，他必然要對這些光子進行測量，才能得知其中的信息。」

  「但是根據量子糾纏原理，只要敵人進行測量，就必然會改變光子的偏振量子態。」

  「這時，接收方和發送方立刻就能知道，信息被泄露了，於是放棄本次通訊。」

  「可以看出，量子加密系統是利用物理規則的一種加密手段，跟計算機的算力沒有關係。」

  「它具有絕對的安全性，無法被破解。」

  「但是這種通訊的速度依然最大只能是光速，還要用通過經典的傳輸通道。」

  「以上，就是我對量子加密通訊技術的設想。」

  「它和超光速通訊沒有什麼關係，而是關注信息的保密性。」

  嘩！

  全場震撼！

  量子加密通訊徹底驚呆了所有人。

  「天啊！」

  「在我看來，公鑰密碼系統就已經足夠驚艷了，沒想到竟然還有被機器暴力破解的可能。」

  「而就算被破解了，布魯斯教授竟然又提出了無法被破解的量子加密理論。」

  「這難道就是傳說中的【道高一尺魔高一丈】嗎？」

  「不過，這道是布魯斯教授，這魔同樣是布魯斯教授。」

  「能打敗那個男人的，只有他自己！」

  眾人徹底被布魯斯教授天馬行空的想像力所征服。

  竟然能把量子糾纏應用在密碼設計上。

  量子加密系統不可能被破解。

  不，不是不能破解，而是己方能瞬間知道密碼有沒有被敵人破解。

  如果沒有，那繼續通信。

  如果被破解，那麼中斷通信，重新開始，直到沒有被破解。

  這簡直就是最完美的密碼形式。

  「布魯斯教授終結了密碼學！」

  此刻，所有人都對第二種技術產生了極大的期待。

  （還有更新耶）