卫星是现代生活无形的支柱。它们导航飞机，帮助我们通过GPS导航，提供电视和互联网服务，甚至帮助紧急服务机构应对灾难。然而，一种新型计算机——量子计算机——可能会危及这一切。

量子计算机不仅仅是当今计算机的加速版本。它们的工作方式完全不同，利用量子物理的独特规则。虽然量子计算机尚未完全发挥其全部功能，但只要能够克服技术障碍，它们有望改变游戏规则。

例如，它们有望解决某些传统计算机需要数百万年才能解决的数学问题。在某些情况下，量子计算机可以在几秒钟或几分钟内解决这些难题。

很难准确预测量子计算机何时才能真正投入使用。然而，无论是在设计更强大的量子处理器方面，还是在克服其发展过程中的其他障碍方面，都取得了进展。

量子计算机带来的新功能有望推动科学和医学等领域的发展。例如，它们可以进行设计新材料和更有效药物所需的复杂模拟。它们还可以改进我们对地球未来气候的模拟。

然而，有一个问题：量子计算机也可能破解保护我们数字世界安全的密码。

世界各地的专家正在加紧研发量子计算机无法破解的新型数字“锁”——这一领域被称为“后量子密码学”。这些新密码正在接受国际机构的测试和批准，与此同时，各国政府也开始规划如何升级从卫星到银行系统等各种系统。

保护卫星信号、银行账户和私人信息的数字锁基于普通计算机无法快速破解的数学难题。然而，量子计算机却能够轻松破解这些难题。

你可能认为卫星很安全，因为它们距离遥远，难以接触。但随着攻击卫星所需的技术越来越便宜、越来越普及，卫星正成为黑客和敌对政府的目标。如今，技术娴熟的攻击者甚至有可能拦截卫星信号或尝试发送虚假指令。

保持领先地位

大多数卫星的设计使用寿命为数十年。这意味着我们现在部署的安全系统必须足够强大，不仅要能够抵御当前的威胁，还要能够抵御未来的威胁——包括来自量子计算机的威胁。

英国国家网络安全中心发布了迈向量子安全的路线图。该路线图设定了2035年的目标，各组织机构应在此之前将所有系统迁移到后量子密码学——一种能够抵御量子计算机攻击的新型数字代码。

信息很明确：私营和公共部门组织都需要立即开始准备，以便当量子计算机准备就绪时，我们最重要的系统(包括卫星)已经受到保护。

更新卫星的安全机制并不像更新手机软件那么简单。一旦卫星进入轨道，就很难——有时甚至不可能——改变其系统。正因如此，如今设计的新卫星必须从一开始就采用抗量子安全机制。

还需要设计这些系统，使它们能够在多颗卫星上有效工作，因为一些航天器被设计成以所谓的“集群”相互协作。

如果我们现在不采取行动，卫星发送和接收的数据终有一天可能会被任何拥有足够强大量子计算机的人读取甚至篡改。这可能意味着各种后果，从GPS信号中断到紧急通信攻击，再到国家安全威胁。

没有哪个国家能够独自解决这个问题。我们需要科学家、工程师、政府和国际组织共同努力，确保我们的数字基础设施为量子时代做好准备。

通过现在就建立针对量子计算机的保护措施，无论未来如何，连接和保护我们的卫星都能得到安全保障。