量子加密技术保护电网

网络安全专家长期以来一直警告说，美国电网长期以来一直是黑客的目标。这种担忧没有倾斜。

2018年3月，美国国土安全部宣布，一群与俄罗斯政府有关的黑客入侵了美国公用事业的计算机。其中，黑客直接参与了网格硬件。这可能意味着家里的电源被切断了。

在2007年发布的“ Die Hard 4”中，黑客使美国电网瘫痪了10年。

物理学家加紧解决了这种黑客入侵。这就是使用量子密码术保护网格的方式。

橡树岭国家实验室（ORNL）与电力和通信公司（EPB）共同开展了下一代电网安全项目。ORNL是由美国能源部赞助的美国领先的能源科学研究所。

2019年2月，ORNL的科学家将用于实验的激光设备和超灵敏感测设备运送到总部位于EPB的田纳西州查塔努加。在一个星期的时间里，他们展示了量子密钥的传输过程，该过程通过使红外线穿过一条40公里长的光纤成环状传输。

演示中使用的量子密钥分配（QKD）方法是一个事实的应用，因为由于量子的不可逆特性，偷窥量子比特（QBD）的人可以发现窃听事实。

量子比特传输主要使用光纤。但是，安装专用光缆需要大量预算，因此使用现有的光缆。这需要非常精确的传感设备，因为现有信号会混合并充当噪声。

ORNL量子通信总监Nick Peters表示：“我们还演示了如何将两种类型的量子密码系统集成到现有的网格基础架构中。“我们现在能够将量子密码学与电网安全性相结合。”

但是要克服的挑战也令人生畏。美国电网是旧开关，变压器和许多其他组件的混合体。如果要引入新的安全系统，则在不破坏复杂网格的情况下将很难安装。物理学家格伦·彼得森说：“这就像在不停止行驶的汽车的情况下更换引擎一样。”

还有另一个问题。光纤传输的量子比特变得越来越弱，而目前的传输距离只有几十公里。在中间安装连接节点是一种可行的选择，但是要这样做，需要将qubit转换为经典位。量子密码学的优势在于，没有黑客可以干预传输过程，并且中间节点连接过程中可能会有漏洞。

为了克服将来的局限性，ORNL和EPB计划通过无线通信进行量子密钥传输实验。

该项目由美国能源部和洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究人员资助，该实验室根据曼哈顿计划开发了世界上第一枚核弹。洛斯阿拉莫斯（Los AlaMOS）是全球最大的核武器，可再生能源，纳米技术和超级计算机实验室之一。最近，他还在美国量子密码学和量子计算机的研究中发挥了领导作用。

这就是为什么美国政府将最新技术应用于电网安全的原因，因为它已认真对待了网络恐怖威胁。

量子密码学是中国，欧洲，日本和美国致力于发展未来霸权的新领域。中国已经在2016年发射了用于量子密码学的Mozto卫星，该卫星已成功地在1200公里的距离上传达了量子密码学的信息。瑞士的几家银行还引入了量子密码技术，以增强安全性。在韩国，SKT推出了QKD量子密码技术来保护5G通信网络。

最近，信息通信技术中新的关注领域是量子计算机和量子密码术。由于量子计算机比冯·诺依曼型计算机具有更好的解密性能，因此它们被比作“屏蔽”，因为它们无法被窗口和量子密码截获。

随着半导体密度接近原子水平，常规计算机已经达到其发展极限。类似地，现有的公钥密码术存在一个问题，即如果有足够的时间，计算机可以解密。使用量子力学的新技术被视为克服这一限制的替代方法。