数学链接量子加密和黑洞

提出的数学证明概述了信息在编码消息中的行为方式,可能会对黑洞产生影响。证据表明,黑洞吐出的辐射可能会保留黑暗巨兽的信息。

该研究的重点是量子力学系统中的编码通信。但它也与物理学家长期存在的问题有关:所有落入黑洞的东西会发生什么,是否有可能找回有关黑洞的任何信息?

由FrédéricDupuis领导的一组来自瑞士和加拿大的研究人员表示,可以使用相对较小的量子加密密钥对大型信息进行编码,这些密钥由亚原子粒子或光子组成。但结果意味着别的东西:如果有人能够在双方之间的消息中提取量子加密的信息,那么同样的壮举应该是有效的。

动态 | 中国工业与应用数学学会总部落户“星沙区块链产业园”:据科技日报消息,记者日前从长沙经开区获悉,中国工业与应用数学学会总部基地正式落户经开区“星沙区块链产业园”。这意味着,中部首个区块链产业园有了新“人脉”,有望成批量吸引高端人才和科技项目入驻,解决区块链技术研发与应用中的数学“卡脖子”难题,助力长沙经开区千亿数字经济产业的实现。[2019/6/4]

量子加密依赖于以下观点:对亚原子粒子进行的任何测量都会改变粒子的状态;量子力学说,这些微小粒子总是处于不确定状态,直到测量推动粒子进入一种或另一种状态。

声音 | 张平文:区块链等新一代信息技术是应用数学发展的绝佳机遇:据人民网消息,5月18日,中国工业与应用数学学会总部办公基地在长沙经开区揭牌。该基地设于长沙经开区的星沙区块链产业园中国工业与应用数学学会理事长张平文表示,大数据、人工智能、区块链等新一代信息技术是应用数学发展的绝佳机遇,也是智能制造、智慧城市、数字经济的关键环节,学会将鼓励并支持会员以经济社会发展、国防建设问题为驱动,开展应用数学研究。[2019/5/19]

结果是亚原子粒子可以用作“万无一失”的密钥,只允许预期的一方解码编码的消息。如果有人试图破译密钥-例如通过窃听消息-相关的双方就会知道它,并且可以更改密钥。那是因为任何测量密钥的尝试都会改变其中的信息。

声音 | 彭雄宏:区块链对应用数学的需求集中在8个问题域:区块链数学科学会议在北京召开,原北方电子研究所系统总体中心主任彭雄宏表示,区块链对应用数学的需求集中在8个问题域,包括模型与映射、分布式数据和网络、共识机制、激励与惩罚、合约与控制、隐私保护、协同商业与协同社会、保密与信息安全。

区块链在应用数学支持下需要发挥如下作用: 1.支持构建分布式协同大系统,完成复杂系统的协同; 2.增强共识的分布性,扩大公平性和增强系统安全; 3.加强隐私保护,促进安全授权,提高数据共享程度; 4.加强设计和测试,提高安全; 5.加强平行世界建模和仿真,提高应用面; 6.丰富自组织机制,提高自组织协同能力。[2018/12/18]

但这种安全并不是绝对的;窃听者有可能找出钥匙是什么。利用来自密钥的一定数量的量子比特或量子比特,可以解码该消息。但是,在一个人获得一个阈值数量的比特之前,消息中的信息是“锁定的”。

万维网的创始人:区块链会改变数学,改变世界:据新浪财经5月24日报道,由亚洲银行家举办的第二届“全球未来金融峰会”暨第十九届“亚洲银行家峰会”今日开幕。万维网的创始人Sir Tim Berners—Lee在发言中表示,区块链作为下一个阶段,跟万维网是非常不一样的。区块链下一层的应用,很多都是关于数字合约,不仅仅是放在区块链当中,还要要对其加密、签署,还有很多电子签名的应用。它们在这个网络当中,会改变数学,改变世界,改变我们能做的事情,以及改变我们的能力,也就是我们如何连接我们之间的关系,包括加密的方式。[2018/5/24]

“我们可以在任意小的解锁之前在中提供大量的信息,”JanFlorjanczyck说,他现在在南加州大学和该论文的共同作者之一。

通常,为了使量子密钥完全安全,必须使用与消息一样大的密钥。由于这不实用,加密方案都使用小于消息本身的密钥。例如,在原始加密中,密钥本身很短,而消息则更长。。

短按键允许模式显示解码器可以破解。现代加密要复杂得多,但原理类似。

Dupuis及其合着者的新论文表明,即使在量子通信中使用相对较短的密钥,人们仍然可以获得良好的安全性。

解码黑洞

量子加密与黑洞有什么关系?关键概念是信息。

在量子加密中,人们在量子态中编码信息。就像人们可以测量量子状态来解码消息一样,人们可以测量量子状态以找出关于对象的信息。量子信息理论的一个基本要素是这些信息不能被破坏。

在斯蒂芬霍金首先概述这个概念之后,黑洞吸收物质并发出少量辐射,称为霍金辐射。这种辐射将能量从黑洞中带走。随着能量的增加,质量变得很大,因为物理学中的能量和质量是相同的。

但黑洞的质量来自所有陷入其中的东西。这意味着作为霍金辐射发射的光子应该携带一些关于黑洞的信息,因为量子信息不能被复制或破坏。然而,很长一段时间以来,许多物理学家认为没有任何方法可以破译这些信息,因为黑洞已经“破坏”了它。解码专长就像试图重建已被磨成灰尘的建筑物。然而,最近,包括霍金在内的科学家已经改变了主意-信息就在那里,但人们只需要弄清楚如何解码它。

这就是杜普伊斯和他的同事那样的证据。如果可以“解码”来自黑洞的光子量子态中包含的信息,就可以检索掉落到黑洞中的任何信息。如果可以使用小键对大型消息进行编码,则可以调整解锁消息所需的信息量,也可以使用黑洞中出现的量子位进行编码。

“我们只能说存在这样的解码过程,而不是它是否易于执行或解码是否可能自然发生,”Florjanczyck说。

也就是说,例如,为了收集关于上周掉入黑洞的咖啡杯的信息,人们可能需要在形成时从杯背开始收集光子。这将是获得足够信息进行解码的唯一方法。

“这是一项非常有趣的工作,”加拿大阿尔伯塔省卡尔加里大学量子安全通信研究主席WolfgangTittel说。“这种工作将非常大的与非常小的工作联系起来。”

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