新一代的量子加密技術

本週是加密技術輝煌的一週，新一代的量子加密系統及科技在技術上和理論上，都取得了顯著的進步。
新一代加密技術的原型進入了測試階段─透過空中將加密鑰匙傳送至衛星或是進行跨城鎮的傳送。同時也出現了一種將來有可能成為在光纖中負責遠端量子加密傳播關鍵成分的新型鐳射。
從原子及次原子的層面上來研究其本性的話，量子加密將可以修復他的親戚量子電腦所造成的破壞。
在未來的十年內，量子電腦將開始破壞那些目前還在充當網際網路安全，然而抗攻擊性卻在日趨減弱的的引擎，也就是公共加密鑰匙系統。然而，就在今後幾年的時間裏，量子加密就將對某些關鍵領域內的溝通傳播進行完全地封鎖 - 如銀行，商務及政府系統。
目前在Los Alamos露天量子加密的實驗正在為本月底的首次測試做籌備工作，這是將會為在把這項科技從實驗室移至整個世界的過程豎立起一塊新的里程碑。
「它所使用的是非常精密而又基礎的物理原理，並將它變為你可以安心使用的東西。」 Los Alamos 量子加密小組的休斯（Richard J.Hughes）說道。
休斯的小組在Los Alamos附近的Pajarito山滑雪區上安置了一架裝滿了儀器的拖車，在該區域內，鐳射將發射微弱的光線到位於實驗室地面的接收站。該「微弱的脈衝」系統將在空中水平穿越10公里，這相當於垂直距離上的幾千公里，因為隨著緯度的增加，大氣層同時會迅速變的稀薄。
兩年前，休斯的小組成功地完成了一次露天穿越1.6公里的相似實驗 - 然而其相對有限的距離並沒有給現實世界中的加密系統帶來多少實際上的應用。
兩個系統都透過所傳送光線的兩極化來傳送資訊。比如，垂直極化的光線代表的是「1」的話，那麼水平極化的光線就代表為「0」。但是當發送者與接收者在他們的水平-垂直標準與另外不同的系統進行隨機互換時，如在一個方向內水平45度以上為「1」而在另一個方向內水平45度以上為「0」，就會發生量子安全躍進的情況。

雖然表面上看起來這些多變的來回互換只會給發送者與接收者帶來混淆，量子先鋒海森堡（Werner Heisenberg）在1927年所發現的不確定原則（Uncertainty Principle）卻關閉了這條與外界觀察者進行交流的開放通道。
由於探聽器無法藉由使用這兩個衝突的標準來精確測量量子的值，所以只有發送者與接收者才能知道這些量子串的值。另外由於外部測量該系統的人員會干擾其正常工作，發送者與接收者同樣也可以隨時知道他們的線路是否受到影響。
這樣，所傳送的量子串就成為了隨機的加密鑰匙，發送者與接收者可以使用它來對資訊進行加密或解密。只要在兩頭的使用者只使用一次他們的加密鑰匙，並明確他們是該加密鑰匙的唯一所有人的話 - 即量子加密所提供的確定性 - 那麼他們的安全就可以得到充分的保證。
以班奈特（Charles H. Bennett）及柏拉撒（Giles Brassard）所命名的BB84協定是由這兩位創始人在1984年所提出的，該協定提供了遠端加密鑰匙的加密技術，藉由這樣的技術，今天的銀行與情報員如果想確保他們之間溝通的安全性的話，他們就必須親自來傳遞加密鑰匙。
休斯的團隊現在正在準備嘗試在地面工作站與衛星之間穿越同樣的距離，這又會將是劃時代的一項成就。
「該工作的最終目標是要重新對衛星加鑰。」休斯小組中的研究員彼得森（Glen Peterson）這樣說道。「衛星上裝有這些加密的產生器，但如果加密鑰匙被洩漏的話，我們將沒有安全的方法來從地面上對其重新加鑰。」
「這是個偉大的實驗。」 紐約一家名為魔術科技的量子加密資訊公司的羅（Hoi-Kwong Lo）說道。「它所展示的是一種可能性。但我認為我們還有很多的工作要做。」