科学家利用一个新系统证实预定被拆解的核武器是否包含真正的弹头
科学家利用一个新系统证实预定被拆解的核武器是否包含真正的弹头
（神秘的地球报道）据凤凰科技（编译/严炎刘星）：科学日报报道，近日科学家们利用一个新系统证实了预定被拆解的核武器的确包含真正的弹头，这一系统为进一步减少核武器迈出了关键一步。这一系统不仅能够证实弹头的存在，还能够保护被分类的信息，这些信息或可能导致核扩散。美国普林斯顿大学和美国能源部（DOE）普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)目前正在为这一系统研发模型，这项研究被发表在期刊《自然》上。
这个名为“0知识协议”的新方法无需收集任何分类信息便可证实核弹头的存在。“目标在于以非常高的可信度证实真正核弹头的存在，同时完全无需了解核弹头本身的材料和设计。”研究合作作者、核聚变研究学者、PPPL前总监、美国普林斯顿大学天体物理学教授物理学家罗伯特·高尔德斯通（Robert Goldston）这样说道。虽然在过去的很多年间科学家们付出了大量的努力试图证实裁军条约所包含的弹头的实质内容，目前跳跃证实里尚未使用这类方法。
传统核武器协商关注于战略性，或者长期运载系统的减少，例如轰炸机、潜水艇和弹道导弹，且无需证实它们的弹头。但当未来的洽谈转至战术性和非部署的核武器时——这些并非位于长期运载系统内——这一方法就凸显不足了。“我们真正想要做的就是数弹头，”研究首席作者、美国普林斯顿大学伍德鲁威尔逊公共和国际事务学院兼机械和航空工程学院的助理教授、物理学家亚历山大·格莱泽（Alexander Glaser）这样说道。
高尔德斯通和格莱泽绘制的系统将即将接受检查的弹头和已知的真正弹头进行对比，以查明这些武器是否匹配。这一过程非常简单，只需要朝每一个弹头发射高能量的中子并记录有多少中子穿透并到达位于另一端的探测器。穿透过的中子将被弹头的所有者添加到探测器内“预加载”内，如果每个弹头穿透的中子总数都相同，那么这种武器就被认为匹配。然而不同的总数则显示其中有诈。在测试之前，巡视员将决定哪些预加载的检测器将与哪个弹头对应。
在这个过程中将不会测量任何分类数据，也不会使用任何容易受到干涉和窥察影响的电子元件。“这个方法非常有趣，也很优雅，” 美国马里兰大学公共事务学院教授、前白宫官员史蒂夫·费特(Steve Fetter)这样说道。“主要的问题在于它是否能够应用于实践。”
为了测试这一方法的一个PPPL项目正在建造中，这一项目要求朝非核目标发射高能量中子，这个名为英国测试对象的目标将作为弹头的替代品。研究人员将对比测试结果，计算有多少中子经过目标并最终到达泡沫探测器，后者是耶鲁大学为这一项目专门设计的。这个充满胶体的探测器将穿透目标的中子添加至预加载处，从而产生每次测试的总数。
这一项目是和温哥华西蒙斯基金会的种子项目一并发布的，然后通过非营利组织全球无核(Global Zero)组织到达普林斯顿。美国国务院、美国能源部（主要通过PPPL前议案发展资助）也对这一项目提供了支持，此外近期美国国家核能安全管理局(National Nuclear Security Administration,简称“NNSA”)也为其提供了五年350万美金的资助。
格莱泽在由计算机科学家大卫·道金（David Dobkin）组织的一次午餐上意外有了这个零知识证明（Zero-knowledge Proofs）的想法。“我告诉他我对无需了解弹头本身即可证实核武器弹头的想法非常感兴趣，” 格莱泽说道。“我们将它命名为计算机科学里的零知识证明。” 格莱泽说道金这样回复他。“这激发了我。回到家我立即开始阅读零知识证明，它被广泛的应用于各种领域，例如验证在线密码。”
伪装信息
格莱泽的阅读让他结识了微软新英格兰的高级研究学者波阿斯·巴拉克
（ Boaz Barak），他在普林斯段教计算机科学，是密码学，也就是伪装秘密信息的科学领域的专家。“我们开始讨论，” 格莱泽说道，巴拉克为PPPL项目研发了很多统计度量，他也是这篇文章的第三作者。
格莱泽还联系了高尔德斯通，“我告诉罗伯特我们这个项目需要中子，” 格莱泽回忆道。“而他说，这便是我们需要的——我们实验室里有14MeV
（或者高能量）的中子，” 格莱泽、巴拉克和高尔德斯通便密切合作不断改善这一概念，提出新的方法保证即使是测量中的统计噪声，或者随机变化也不会传递任何信息。
一旦被证明成功，这一基于辐射测量的视察系统将帮助促进美国和俄国除新战略武器削减条约（新START）以外的解除武装对话，这一对话从2011年将持续进行到2021年。这一条约要求截止2018年，每个国家将它们的部署战略性核武器军械库从3100枚武器减少到1550枚。
然而，新START里没有包括的是每个国家军械库里超过4000多枚非部署性战略和战术武器。这些武器很可能成为未来谈判的一部分。“这可能要求对单个弹头的核实，而非整个运载系统。”大量削减核武器军械库并最终减少为零要求具备计算单个弹头的能力，研究作者们这样说道。
