量子网络捍卫隐私

罗伊德

将来有这样的技术，能让我们搜寻、浏览网页时，不再留下任何记录。

近年来要保住隐私可不容易，尤其是在网络上，每次用Google找数据，你的喜好就会被留传后世——至少会留传给广告主。目前上网搜寻就算匿名，还是会暴露出使用者的个人信息。

不过，物理定律或许能拯救我们。

已经有银行等机构透过特别的“量子频道”进行通讯，这种加密传输法几乎不可能破解。也就是说，在你做在线搜寻时，能保护查询内容不被拦截窃听的技术已经存在。而且，未来还有一种新的“量子版”网络，能让你在送出查询及接收结果的过程中，保证没有人(连Google也不会)知道你问了什么问题。更重要的是，这种确保查询隐私的技术，也能保证整个在线活动过程中，你的隐私都不会被侵犯。

绝对保密的魔法

量子物理能够实现绝对隐私的能力，是基于一项简单的事实：量子世界里的系统有个“不可复制定理”，对量子字节成的字符串(可用来代表字或句子)也同样适用。也就是说，窃听量子频道(通常是一条载有多重偏振状态光子的光纤)时，势必无法在不扰乱频道的情况下“听”到通讯内容，所以一定会被发现。

多亏了不可复制定理，已经有数种不同的量子加密技术可用来交换数据并保持完整的隐私。然而，这类技术都预设允许收件人读取你传送过去的数据，也就是说，只把传给Google的查询内容加密，并无法保住隐私。不过，2008年我和意大利比萨高级师范学校的乔凡尼堤、巴维亚大学的麦孔内发现，不可复制定理也能做到私密查询。在我们设计的协议中，使用者必须传送一个“量子提问”给搜寻引擎，它是一串量子位，同时包含一个真问题及一个假问题(假问题是什么都没关系，也可以用计算机随机产生)。

搜寻引擎会在数据库中找出这两个问题的结果，然后把问题与结果包装成新的量子封包回传。如果搜寻引擎私自把问题复制下来，你的计算机会侦测到原始问题的量子态被扰乱了，于是你就会发现隐私被侵犯。此外，搜寻引擎提供结果时并不须实际侦测(更别说复制)问题编码成的位字符串，也就是说，不必知道问题是什么。

技术上可行

虽然以今日的计算机、数据库和网络硬件，还无法完成这种魔法，但我们发现在技术上并非无法实现。量子私密查询的第一项要求，就是最基本的量子网络。这种网络的雏形可能在5～10年内就会出现。

私密网络搜寻的第二项要求是，使用者和数据服务器都要用最基本的量子计算机，也就是能储存与处理量子位的计算机。可能也会在5～10年内出现。

要回答使用者的量子多重提问，搜寻引擎的数据库必须支持同时回答提问内每个问题的功能。要做到这点，必须用到一种新的数据储存型式，叫做量子随机存取内存。

目前已经有实验室展示出量子搜寻引擎数据库的雏型。(摘自台湾《科学人》翻译／王怡文)(编辑／唐馨)