1900：游走在欧洲的物理学霸
第600章 超光速通讯？量子计算机！量子加密系统！不可破解！最强密码！
第600章 超光速通讯？量子计算机！量子加密系统！不可破解！最强密码！
量子纠缠的原理虽然是未知的，但是这并不妨碍科学家利用它创造出各种高新技术。
就好比几乎没有多少人知道手机的原理，但玩起来时，一个比一个溜。
量子纠缠同样如此。
与其相关的，有两个最为人熟知，堪称是科幻概念的技术。
分别是：量子加密通讯、量子隐形传态。
前者给人的感觉是“超光速通讯”、“星际通讯”等。
后者给人的感觉是“瞬移”、“超远距离传输”等。
可惜，这些主观印象都是对这两大技术的误解。
它们的本质可能和大家想象的内容大相径庭。
此刻，面对吴有训的问题，李奇维侃侃而谈道：
“关于量子纠缠，我设想了两种可能衍生而出的技术。”
“第一个就是量子加密通讯。”
哗！
众人闻言皆是一惊！
布鲁斯教授果然不愧是能开科技公司的大佬，随便就能想到应用。
但有人不解地疑惑道：
“教授，您刚刚才说量子纠缠并不能传递信息，它又如何能应用到通讯中呢？”
众人纷纷点头。
这就是量子纠缠美中不足的地方，不能传递能量和信息。
否则，直接就能用于超光速通讯，星辰大海的未来也不远了。
在后世，大多数人以为的“量子通讯”就是超光速通讯。
一旦有人发论文，说什么量子通讯取得突破，营销号就开始兴奋了。
“震惊！使用量子通讯，速度是光速的一万倍！”
“牛郎织女再也不用在鹊桥相会啦！”
但量子通讯真的能超光速吗？
显然是不可能的。
科学家也根本不会研究超光速的通信方式。
李奇维说道：
“量子加密通讯中，重点是【加密】，而不是【通讯】。”
“在讨论这个问题之前，我先讲讲经典的密码系统。”
“当发生战争时，间谍和保密工作堪称是一场隐形的地下战争。”
“如果直接在纸上写内容，一旦被敌人截获，那后果不堪设想。”
“因此，间谍必须保证信息的安全性。”
“而对信息进行加密就非常必要了。”
“目前常见的加密手段是【私钥密码系统】。”
“什么意思呢？”
“假设间谍要发送一条信息：【明天五点行动】。”
“那么他可以和自己的接收方事先规定一个转换规则。”
“比如用数字1代表明天，2代表五点，3代表行动。”
“这里的数字也可以换成文字、图像等，都可以。”
“这样一套只有己方人员知道的信息转换规则，就是密钥。”
“接受信息的人，只要通过查询密钥，就能翻译出原文，完成一次加密通讯。”
“而敌方就算截获了信息，因为没有密钥，所以无法翻译原文。”
“大家可能熟悉的摩尔斯密码就属于私钥密码系统。”
“但是！”
“这种密码形式很容易出现漏洞，并被破解。”
“比如，如果敌方多次截获了信息，那么他们很可能利用统计的方法，从中找出规律。”
“这在数学上并不是一件难事。”
“所以，传统的私钥密码系统还有改善的地方。”
“我之前看过几篇数学论文，其中有篇论文是关于质数的。作者构想了一种全新的密码系统。”
“我受到这篇论文的启发，设计了一种全新的密码系统。”
“我称为【公钥密码系统】。”
“刚刚的私钥密码系统只有己方的发送方和接收方知道密钥。”
“一旦密钥被敌人破解，就需要重新再设计一套密钥。”
“而公钥密码系统与之有很大的不同。”
“首先，接收方先设计一个极难破解的专用密钥。”
“并且这种密钥只有接收方一个人知道，哪怕是己方的间谍也不知道。”
“接着，根据这个专用密钥，设计出一个公开密钥。”
“任何人，甚至是敌人，都可以通过公开密钥，向接收方发送加密信息。”
“接收方收到信息后，就可以利用自己知道的专用密钥翻译原文。”
“这种方式相比私钥密码系统有一个显著的优点，那就是不怕被窃听。”
“因为公开密钥是公开的，所有人都知道，而专用密钥只有一个人知道。”
哗！
众人闻言皆是一惊！
布鲁斯教授竟然还对密码学有如此深入的研究。
甚至还自创了一套密码理论。
简直可怕！
这时，狄拉克忽然说道：
“教授，这种公开密钥系统的关键就在于那个专用密钥。”
“它必须具有绝对的安全性，并且在理论上无法被破解。”
“否则，您的公钥密码系统其实就是两重的私钥密码系统，没有本质区别。”
李奇维微微一笑。
狄拉克果然天资聪慧，一眼就看出其中的端倪。
“没错，狄拉克说的很对。”
“接收方的专用密钥非常关键。”
“而我设计的专用密钥正是来源于那篇关于质数的论文。”
“我们知道，在数学上，想要将一个合数分解成两个质数之积是非常困难的事情。”
“而且随着合数位数的增加，这种难度是呈指数型递增的。”
“比如让你分解21，非常简单，3×7。”
“但如果让你分解1829375493493834这个数，请问你怎么分解？”
“不仅普通人不会，就连数学家也束手无策。”
“那篇数学论文就是研究这种【大数不可分解性】。”
“作者通过研究发现，合数每增加1位，所花费的分解时间就提高4倍。”
“因此，对于足够长的大合数，以人类的算力是永远无法破解的。”
“我就是利用这种性质，想到了设计公钥密码系统。”
“具体是这样做的。”
“把两个质数的乘积之和当成公开密钥发布出去，所有人都能使用。”
“但是把这两个质数当成专用密钥，只有接收方一个人知道。”
“根据大数不可分解性，敌人就算知道了合数，他也分解不出正确的两个质数是什么。”
“所以，这种密码系统无法被破解。”
“当然，以上只是公钥密码系统的基本原理。”
“如果想设计出真正实用的密码，还要经过很多复杂的步骤。”
“不过，那就不是我关心的内容了。”
嘶！
众人听完，顿时倒吸一口冷气。所有人都被布鲁斯教授的智慧所折服。
基于大数不可分解特性的公钥密码系统，简直可以用精妙绝伦来形容！
“天啊！”
“布鲁斯教授实在太可怕了！”
“他竟然想到用数学的原理来设计密码系统。”
“真是太惊艳、太天马行空了！”
狄拉克敬佩地点点头。
他终于明白布鲁斯教授口中的不可破解是如何实现了。
这种数学上的计算，确实不是人力能攻克的。
然而，卢瑟福、普朗克等人却眉头微皱。
他们在之前的战争中，曾为自己的国家服务过。
所以他们很清楚布鲁斯所说的加密理论，对于军方的吸引力有多么大。
情报保密工作永远是重中之重。
“布鲁斯不会惹上什么麻烦吧”
此前李奇维虽然提出过核聚变的猜想，但是那玩意想变成武器，目前看不到任何希望。
但是公钥密码系统就不同了，具有极强的可实现性。
不排除某些人蠢蠢欲动，想要据为己有。
李奇维倒是没有考虑这点，他仅仅只是提出一个原理而已。
就好比会解麦克斯韦方程组，不代表就能造出无线电报。
在场大部分人也都是单纯的物理学家，他们更在乎的是另一个问题：
“布鲁斯教授说了这么多，密码系统和量子纠缠到底有什么关系呢？”
这时，李奇维话音一转：
“但是！”
“刚刚的公钥密码系统，依然存在一个漏洞。”
“那就是：人力也许算不出来，但如果用机器计算，就不一定了！”
哗！
众人皆惊！
什么样的机器能运算如此庞大复杂的过程？
“现有的算盘、手摇式计算机，当然不可能分解大合数。”
“但世界是在不断地向前发展的。”
“或许几十年后，就会出现某种算力特别强大的【计算机】。”
“聪明如狄拉克，一秒也只能计算一次。”
“但那些强大的计算机，或许能一秒计算上亿次。”
“这样的计算机，有足够的算力，能直接暴力破解专用密钥。”
哗！
全场震撼！
所有人都想不到，仅仅再过二十年，世界上第一台计算机就要诞生了。
虽然那只是最简单最初级的电子管计算机，但它的出现彻底改变了人类文明。
而哪怕是后世最牛逼的超级计算机，它的算力依然不够，解决不了大数分解问题。
比如，如果要分解一个300位的大合数，计算机可能需要上千万年的时间。
李奇维设想的计算机，其实是“量子计算机”。
传统计算机用0和1来表示信息的最小单位，比特。
而量子计算机使用量子比特来表示信息单元。
比如电子的自旋处于叠加态，既可以向上，也可以向下，它就可以当成一个量子比特。
规定自旋向上表示1，自旋向下表示0。
如此一来，传统计算机中，一个比特只能传递一个信息；而量子计算机中，一个比特可以传递两个信息。
所以，量子计算机的效率是传统计算机的2^n倍。
假如有1000个量子比特，那么量子计算机的算力将强大2^1000倍。
这是一个极其恐怖的数字！
解决大数分解问题绰绰有余！
当然，哪怕在后世，量子计算机依然还处于早期的研究阶段，离应用还有不小的距离。
但人类早晚有一天会攻克量子计算机的难题。
所以，公钥密码系统到时候也就会被淘汰了。
而李奇维接下来要提出的，就是基于量子纠缠的密码系统。
它才是真正意义上的“无法破解”。
此刻，李奇维接着说道：
“即便未来人类真的研究出强大的计算机，能暴力破解大数分解。”
“但我接下来要提出的这种密码系统，不管是算力多么强大的计算机，都无法破解。”
“它从原理上就消除了被破解的可能性。”
“因为它是基于量子纠缠现象的量子加密系统。”
“利用量子态对信息进行加密，这就是量子密钥。”
“比如，单个光子的偏振方向有垂直和水平之分。”
“假设用垂直方向代表1，平行方向代表0。”
“一段信息被一对处于量子纠缠状态的光子所加密。”
“那么，一旦敌人截获了这些信息，他必然要对这些光子进行测量，才能得知其中的信息。”
“但是根据量子纠缠原理，只要敌人进行测量，就必然会改变光子的偏振量子态。”
“这时，接收方和发送方立刻就能知道，信息被泄露了，于是放弃本次通讯。”
“可以看出，量子加密系统是利用物理规则的一种加密手段，跟计算机的算力没有关系。”
“它具有绝对的安全性，无法被破解。”
“但是这种通讯的速度依然最大只能是光速，还要用通过经典的传输通道。”
“以上，就是我对量子加密通讯技术的设想。”
“它和超光速通讯没有什么关系，而是关注信息的保密性。”
哗！
全场震撼！
量子加密通讯彻底惊呆了所有人。
“天啊！”
“在我看来，公钥密码系统就已经足够惊艳了，没想到竟然还有被机器暴力破解的可能。”
“而就算被破解了，布鲁斯教授竟然又提出了无法被破解的量子加密理论。”
“这难道就是传说中的【道高一尺魔高一丈】吗？”
“不过，这道是布鲁斯教授，这魔同样是布鲁斯教授。”
“能打败那个男人的，只有他自己！”
众人彻底被布鲁斯教授天马行空的想象力所征服。
竟然能把量子纠缠应用在密码设计上。
量子加密系统不可能被破解。
不，不是不能破解，而是己方能瞬间知道密码有没有被敌人破解。
如果没有，那继续通信。
如果被破解，那么中断通信，重新开始，直到没有被破解。
这简直就是最完美的密码形式。
“布鲁斯教授终结了密码学！”
此刻，所有人都对第二种技术产生了极大的期待。
(本章完)
量子纠缠的原理虽然是未知的，但是这并不妨碍科学家利用它创造出各种高新技术。
就好比几乎没有多少人知道手机的原理，但玩起来时，一个比一个溜。
量子纠缠同样如此。
与其相关的，有两个最为人熟知，堪称是科幻概念的技术。
分别是：量子加密通讯、量子隐形传态。
前者给人的感觉是“超光速通讯”、“星际通讯”等。
后者给人的感觉是“瞬移”、“超远距离传输”等。
可惜，这些主观印象都是对这两大技术的误解。
它们的本质可能和大家想象的内容大相径庭。
此刻，面对吴有训的问题，李奇维侃侃而谈道：
“关于量子纠缠，我设想了两种可能衍生而出的技术。”
“第一个就是量子加密通讯。”
哗！
众人闻言皆是一惊！
布鲁斯教授果然不愧是能开科技公司的大佬，随便就能想到应用。
但有人不解地疑惑道：
“教授，您刚刚才说量子纠缠并不能传递信息，它又如何能应用到通讯中呢？”
众人纷纷点头。
这就是量子纠缠美中不足的地方，不能传递能量和信息。
否则，直接就能用于超光速通讯，星辰大海的未来也不远了。
在后世，大多数人以为的“量子通讯”就是超光速通讯。
一旦有人发论文，说什么量子通讯取得突破，营销号就开始兴奋了。
“震惊！使用量子通讯，速度是光速的一万倍！”
“牛郎织女再也不用在鹊桥相会啦！”
但量子通讯真的能超光速吗？
显然是不可能的。
科学家也根本不会研究超光速的通信方式。
李奇维说道：
“量子加密通讯中，重点是【加密】，而不是【通讯】。”
“在讨论这个问题之前，我先讲讲经典的密码系统。”
“当发生战争时，间谍和保密工作堪称是一场隐形的地下战争。”
“如果直接在纸上写内容，一旦被敌人截获，那后果不堪设想。”
“因此，间谍必须保证信息的安全性。”
“而对信息进行加密就非常必要了。”
“目前常见的加密手段是【私钥密码系统】。”
“什么意思呢？”
“假设间谍要发送一条信息：【明天五点行动】。”
“那么他可以和自己的接收方事先规定一个转换规则。”
“比如用数字1代表明天，2代表五点，3代表行动。”
“这里的数字也可以换成文字、图像等，都可以。”
“这样一套只有己方人员知道的信息转换规则，就是密钥。”
“接受信息的人，只要通过查询密钥，就能翻译出原文，完成一次加密通讯。”
“而敌方就算截获了信息，因为没有密钥，所以无法翻译原文。”
“大家可能熟悉的摩尔斯密码就属于私钥密码系统。”
“但是！”
“这种密码形式很容易出现漏洞，并被破解。”
“比如，如果敌方多次截获了信息，那么他们很可能利用统计的方法，从中找出规律。”
“这在数学上并不是一件难事。”
“所以，传统的私钥密码系统还有改善的地方。”
“我之前看过几篇数学论文，其中有篇论文是关于质数的。作者构想了一种全新的密码系统。”
“我受到这篇论文的启发，设计了一种全新的密码系统。”
“我称为【公钥密码系统】。”
“刚刚的私钥密码系统只有己方的发送方和接收方知道密钥。”
“一旦密钥被敌人破解，就需要重新再设计一套密钥。”
“而公钥密码系统与之有很大的不同。”
“首先，接收方先设计一个极难破解的专用密钥。”
“并且这种密钥只有接收方一个人知道，哪怕是己方的间谍也不知道。”
“接着，根据这个专用密钥，设计出一个公开密钥。”
“任何人，甚至是敌人，都可以通过公开密钥，向接收方发送加密信息。”
“接收方收到信息后，就可以利用自己知道的专用密钥翻译原文。”
“这种方式相比私钥密码系统有一个显著的优点，那就是不怕被窃听。”
“因为公开密钥是公开的，所有人都知道，而专用密钥只有一个人知道。”
哗！
众人闻言皆是一惊！
布鲁斯教授竟然还对密码学有如此深入的研究。
甚至还自创了一套密码理论。
简直可怕！
这时，狄拉克忽然说道：
“教授，这种公开密钥系统的关键就在于那个专用密钥。”
“它必须具有绝对的安全性，并且在理论上无法被破解。”
“否则，您的公钥密码系统其实就是两重的私钥密码系统，没有本质区别。”
李奇维微微一笑。
狄拉克果然天资聪慧，一眼就看出其中的端倪。
“没错，狄拉克说的很对。”
“接收方的专用密钥非常关键。”
“而我设计的专用密钥正是来源于那篇关于质数的论文。”
“我们知道，在数学上，想要将一个合数分解成两个质数之积是非常困难的事情。”
“而且随着合数位数的增加，这种难度是呈指数型递增的。”
“比如让你分解21，非常简单，3×7。”
“但如果让你分解1829375493493834这个数，请问你怎么分解？”
“不仅普通人不会，就连数学家也束手无策。”
“那篇数学论文就是研究这种【大数不可分解性】。”
“作者通过研究发现，合数每增加1位，所花费的分解时间就提高4倍。”
“因此，对于足够长的大合数，以人类的算力是永远无法破解的。”
“我就是利用这种性质，想到了设计公钥密码系统。”
“具体是这样做的。”
“把两个质数的乘积之和当成公开密钥发布出去，所有人都能使用。”
“但是把这两个质数当成专用密钥，只有接收方一个人知道。”
“根据大数不可分解性，敌人就算知道了合数，他也分解不出正确的两个质数是什么。”
“所以，这种密码系统无法被破解。”
“当然，以上只是公钥密码系统的基本原理。”
“如果想设计出真正实用的密码，还要经过很多复杂的步骤。”
“不过，那就不是我关心的内容了。”
嘶！
众人听完，顿时倒吸一口冷气。所有人都被布鲁斯教授的智慧所折服。
基于大数不可分解特性的公钥密码系统，简直可以用精妙绝伦来形容！
“天啊！”
“布鲁斯教授实在太可怕了！”
“他竟然想到用数学的原理来设计密码系统。”
“真是太惊艳、太天马行空了！”
狄拉克敬佩地点点头。
他终于明白布鲁斯教授口中的不可破解是如何实现了。
这种数学上的计算，确实不是人力能攻克的。
然而，卢瑟福、普朗克等人却眉头微皱。
他们在之前的战争中，曾为自己的国家服务过。
所以他们很清楚布鲁斯所说的加密理论，对于军方的吸引力有多么大。
情报保密工作永远是重中之重。
“布鲁斯不会惹上什么麻烦吧”
此前李奇维虽然提出过核聚变的猜想，但是那玩意想变成武器，目前看不到任何希望。
但是公钥密码系统就不同了，具有极强的可实现性。
不排除某些人蠢蠢欲动，想要据为己有。
李奇维倒是没有考虑这点，他仅仅只是提出一个原理而已。
就好比会解麦克斯韦方程组，不代表就能造出无线电报。
在场大部分人也都是单纯的物理学家，他们更在乎的是另一个问题：
“布鲁斯教授说了这么多，密码系统和量子纠缠到底有什么关系呢？”
这时，李奇维话音一转：
“但是！”
“刚刚的公钥密码系统，依然存在一个漏洞。”
“那就是：人力也许算不出来，但如果用机器计算，就不一定了！”
哗！
众人皆惊！
什么样的机器能运算如此庞大复杂的过程？
“现有的算盘、手摇式计算机，当然不可能分解大合数。”
“但世界是在不断地向前发展的。”
“或许几十年后，就会出现某种算力特别强大的【计算机】。”
“聪明如狄拉克，一秒也只能计算一次。”
“但那些强大的计算机，或许能一秒计算上亿次。”
“这样的计算机，有足够的算力，能直接暴力破解专用密钥。”
哗！
全场震撼！
所有人都想不到，仅仅再过二十年，世界上第一台计算机就要诞生了。
虽然那只是最简单最初级的电子管计算机，但它的出现彻底改变了人类文明。
而哪怕是后世最牛逼的超级计算机，它的算力依然不够，解决不了大数分解问题。
比如，如果要分解一个300位的大合数，计算机可能需要上千万年的时间。
李奇维设想的计算机，其实是“量子计算机”。
传统计算机用0和1来表示信息的最小单位，比特。
而量子计算机使用量子比特来表示信息单元。
比如电子的自旋处于叠加态，既可以向上，也可以向下，它就可以当成一个量子比特。
规定自旋向上表示1，自旋向下表示0。
如此一来，传统计算机中，一个比特只能传递一个信息；而量子计算机中，一个比特可以传递两个信息。
所以，量子计算机的效率是传统计算机的2^n倍。
假如有1000个量子比特，那么量子计算机的算力将强大2^1000倍。
这是一个极其恐怖的数字！
解决大数分解问题绰绰有余！
当然，哪怕在后世，量子计算机依然还处于早期的研究阶段，离应用还有不小的距离。
但人类早晚有一天会攻克量子计算机的难题。
所以，公钥密码系统到时候也就会被淘汰了。
而李奇维接下来要提出的，就是基于量子纠缠的密码系统。
它才是真正意义上的“无法破解”。
此刻，李奇维接着说道：
“即便未来人类真的研究出强大的计算机，能暴力破解大数分解。”
“但我接下来要提出的这种密码系统，不管是算力多么强大的计算机，都无法破解。”
“它从原理上就消除了被破解的可能性。”
“因为它是基于量子纠缠现象的量子加密系统。”
“利用量子态对信息进行加密，这就是量子密钥。”
“比如，单个光子的偏振方向有垂直和水平之分。”
“假设用垂直方向代表1，平行方向代表0。”
“一段信息被一对处于量子纠缠状态的光子所加密。”
“那么，一旦敌人截获了这些信息，他必然要对这些光子进行测量，才能得知其中的信息。”
“但是根据量子纠缠原理，只要敌人进行测量，就必然会改变光子的偏振量子态。”
“这时，接收方和发送方立刻就能知道，信息被泄露了，于是放弃本次通讯。”
“可以看出，量子加密系统是利用物理规则的一种加密手段，跟计算机的算力没有关系。”
“它具有绝对的安全性，无法被破解。”
“但是这种通讯的速度依然最大只能是光速，还要用通过经典的传输通道。”
“以上，就是我对量子加密通讯技术的设想。”
“它和超光速通讯没有什么关系，而是关注信息的保密性。”
哗！
全场震撼！
量子加密通讯彻底惊呆了所有人。
“天啊！”
“在我看来，公钥密码系统就已经足够惊艳了，没想到竟然还有被机器暴力破解的可能。”
“而就算被破解了，布鲁斯教授竟然又提出了无法被破解的量子加密理论。”
“这难道就是传说中的【道高一尺魔高一丈】吗？”
“不过，这道是布鲁斯教授，这魔同样是布鲁斯教授。”
“能打败那个男人的，只有他自己！”
众人彻底被布鲁斯教授天马行空的想象力所征服。
竟然能把量子纠缠应用在密码设计上。
量子加密系统不可能被破解。
不，不是不能破解，而是己方能瞬间知道密码有没有被敌人破解。
如果没有，那继续通信。
如果被破解，那么中断通信，重新开始，直到没有被破解。
这简直就是最完美的密码形式。
“布鲁斯教授终结了密码学！”
此刻，所有人都对第二种技术产生了极大的期待。
(本章完)
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