量子电脑可瞬间破解密码 速度比闪电快一倍以上
▲世界首台超越早期经典电脑的光量子电脑在中国诞生。(图/CFP)
中国用金刚石(工业用钻石)所进行的一项实验使破解量子密码离现实更近一步,未来将有可能成为提供银行、政府和军队安全保护的数位加密技术。量子密码之所以能够比闪电还快,是因为它在实验中会产生一种被称为量子纠缠的现象,此现象可以大大减少量子电脑破译密码所需要的时间。
在安徽合肥的量子物理学家在实验中,利用一种植入金刚石内部的新型量子计算装置,把数位35分解成因数5和7。这种被称为因数分解的过程是破解如今密码术中最流行的数位演算法的关键。
这项研究3月份发表在美国《物理学评论通讯》周刊上,由中国科技大学量子物理学家杜江峰所领导。在这项实验中,研究人员向固定在金刚石的「氮空位中心」内的粒子发射镭射和微波束,「氮空位中心」是金刚石内部适合亚原子互动的微小空间。这些粒子在2微秒的时间内便得出答案,其速度比闪电的速度还要快一倍以上。
流行的RSA演算法是由罗恩·里里韦斯、阿迪·夏玛律和伦纳德·阿德尔曼在上世纪30年代编写出来的,它利用两个大素数的乘积对资讯进行加密。只有知道这两个素数的人才能够对资讯进行解码,因为当这两个素数足够大的时候,对它们的乘积进行分解几乎是不可能的。
就理论上来说,量子电脑可以在瞬间破译一个RSA密码。一些研究人员表示,中国第一台量子电脑可能在今后几年内正常运行,但仍然有需要克服的问题。安徽合肥的这项研究工作引起了像高军涛等密码专家的注意。
高军涛是陕西西安电子科技大学的密码学副教授,他为国防部编写加密演算法。他表示,「严格来说,(实验结果)是对密码的破译,尽管仍处在开始阶段,这无疑是一个突破。」
据消息指出,杜江峰团队曾借由对数字143的因数分解创造了一项纪录,但这个结果是利用核磁共振技术在液体介质中取得的,而这种介质应用在实际生活中并不容易。两年后,一个来自日本、英国和美国微软公司的多国研究者团队利用相同的技术进行因数分解而创造了新的纪录。但中国在此次的实验中,在一种完全建立在固态材料上的环境里对数位进行了因数分解,从而使该系统变得更加稳定。
论文第一作者许克标说明,该团队的金刚石装置可以对某些类型的6位数甚至位元数更多的数位进行因数分解。他表示,「而且它是可伸缩的,这是我们系统的一个巨大优势。」
量子一词来自拉丁语(quantus),意为「有多少」,代表「相当数量的某物质」。在物理学中常用到量子的概念,指一个不可分割的基本个体。例如「光的量子」是光的单位。而延伸出的量子力学、量子光学等则分别成为不同的专业研究领域。其基本概念为所有的有形物质都是「可量子化的」。