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#SpaceWatchGL意见:量子技术和全球空间安全的影响

由Rania Toukebri

照片由NASA提供。

随着时间的推移,网络攻击呈指数级增长,提高通信的安全性对于确保为国家和个人保护敏感信息至关重要。对于州而言,确保通信对战略地缘政治影响是必不可少的。

大多数技术都基于经典的物理学定律。现代通信技术使用复杂的数学算法传输加密的数据。这些算法的复杂性确保第三方无法轻易破解它们。但是,随着强大的计算能力和黑客技术的日益成熟,这种通信方法越来越多 容易受到干扰。 世界上第一个启用量子功能的卫星是中国卫星(Micius)。该任务的目的是研究基于空间的量子通信两年,以创建未来的防黑客攻击通信网络。

在经典计算机中,每个处理都是位的组合。一位可以是零或一。一种 量子比特量子位可以是零和一 同时。因此,处理量子位是同时处理零和一的几种组合,而量子计算速度的提高是由于利用了这种并行性。

根据 量子理论,亚原子粒子的作用就像是同时位于两个位置。操纵此属性使粒子可以采用两种状态之一。如果未观察到粒子,则它将处于以下状态: 叠加.

已经成功进行了量子加密实验,但有一定的局限性。消息是通过光纤发送的,信号会被介质吸收,然后就不可能长距离传输了。长距离进行此类通信将需要 “量子中继器” 是捕获并重新传输量子信息的设备。

中国找到了另一种解决方案 光束纠缠光子 通过太空的真空,所以他们赢了’t be absorbed.

米丘斯卫星的工作原理是,通过晶体发射激光,以纠缠状态产生一对。每对的一半发送到地球上的两个单独的站。

该方法的目的是生成使用纠缠光子组件加密的通信密钥。将要发送的信息将由在发送器和接收器之间生成的一组随机数进行编码。如果黑客试图窥探或干扰纠缠的光子束之一,则由于量子理论的“观察者效应”,加密密钥将被更改并且变得不可读。结果,发射器将能够安全地改变信息。

军事和国防领域的量子通信将使中国成为军事复杂化方面的强大领导者,并将增强其地缘政治影响力,而美国的权威度会有所下降。

中国已经开始经济和技术发展,而美国的外交政策正在削弱她在全球地缘政治舞台上的统治地位。从技术上讲,量子技术的发展将加快 多极功率平衡 在国际关系中。

另一方面,美国也在进行量子技术研究,但与中国和欧洲相比,美国的投资仍然有限。这使中国成为量子通信的领导者。但是美国意识到这一点的重要性,并开始在技术和财务上做出更多努力。但是问题仍然存在,谁将能够到达边境?

根据中国的空间战略,在过去的几年中,中国在技术开发方面投入了大量资金,其中包括先锋太空计划,她的目标是 在空中和力量上占优势。 米丘斯卫星将能够在军事发展和信息主导方面取得繁荣。该空间计划是中国技术发展战略的对症。

中国的第一颗卫星是1970年继美国和俄罗斯之后发射的。此后的战略是通过在实现指数级经济增长之后获得巨额财政投资来促进空间和技术发展的指数级增长。北斗(中国空间导航卫星)为中国武器系统提供精确的地理位置信息,并为其军事提供通信范围。这是军事和地缘政治方面的优势。

该政策仍朝着这个方向发展,其网络覆盖了35颗中国卫星。中国太空计划已经启动了两个太空实验室,其目的是在2022年发射一个永久性载人空间站,因为它知道国际空间站将在2028年之前退休。

结果,中国将成为唯一拥有空间站的国家,这对这些国家来说是必不可少的,并因此成为了权力中心。中国进行了更多的太空飞行任务,包括机器人技术和人工智能,为下一代太空技术做准备。量子是达到该太空计划最终目标的加速器,然后成为技术研究中的头等大事。中国的目标是到2030年建立支持量子互联网的量子卫星网络。

量子卫星网络(中国2030年项目)旨在增加地球两点之间成功量子纠缠的记录距离。从技术上讲,用于在站之间纠缠光子的激光将必须实现 高精度 达到所选目标。但是限制是:

  • 地面的大气推断和运动掩盖了它们的轨迹,并延迟了两个测站之间的同步。
  • 可能难以将长距离的衰减降至最低。即使发生纠缠,通过量子加密进行通信的数据传输速率最初也将是基本的。
  • 我们仍然被二进制技术所主导,因此量子通信在数据库保护和空间安全方面的使用取决于量子计算是否被普遍使用。
  • 通过量子加密来保护全球通信将减少当前通信基础设施遭受黑客攻击和干扰的脆弱性。
  • 当前的技术仍然不够精确,无法做到这一点(不合适的媒介)。
  • 首先要问的问题是,量子技术的发展会带来合作还是竞争,其次,我们是否会制定更秘密的计划,以期在太空和地球上获得影响力。
  • 随着时间的流逝,量子技术需要大量投资。这将给各国带来财务负担。
拉尼亚(Rania Toukebri);照片由作者提供

拉尼亚(Rania Toukebri)是航天器系统工程师,支持联合国的非洲空间生成咨询委员会非洲区域协调员,空间战略顾问和HudumaPlus公司的联合创始人。

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