Pac-Man-æraens mikrochip kan hjælpe med at sluge atomsprænghoveder

Da russiske atominspektører rejste til USA i begyndelsen af ​​2000'erne, de måtte ikke direkte undersøge klassificerede atomvåbenkomponenter, Professor Alex Glaser sagde. I stedet, inspektørerne fik vist en strålingsdetektors grønne lys som bekræftelse på, at komponenterne var ægte.

Russerne var ikke overbeviste, Glaser sagde, bemærker, at man sagde, at det eneste, testen viste, var, at amerikanerne havde en grøn LED med en batteriforbindelse.

Detaljer om atomvåben er fortsat blandt verdens mest bevarede hemmeligheder. En ekspert, der demonterer et våben, eller endda vidne til dens ødelæggelse, kan lære meget om sprænghovedet. På den anden side, uden at undersøge våbnet, det er svært at overbevise inspektører om, at et rigtigt våben blev ødelagt. Dette har længe været betragtet som et problem for nedrustning - hvordan kan lande overbevise andre om, at et atomvåben er væk uden at afsløre detaljer om dets arsenal?

"Med et skab fuld af elektronik og vægge af beton imellem, for russerne, amerikanerens enhed havde overhovedet ingen betydning, sagde Glaser, en lektor i mekanik og rumfartsteknik og internationale anliggender ved Princeton University. "Hvis du ejer våbnet, du bygger maskinen, og du kontrollerer inspektionsmiljøet, du kan designe en maskine, der altid giver dig grønt lys, når du vil have det. "

På trods af mange forsøg, forskere har endnu ikke designet en pålidelig verifikationsenhed til brug ved atomnedrustning. Men som Glaser og Moritz Kütt, en tidligere postdoktoral forskningsassistent i Princeton, rapporteret i oktober i PLOS One , en usandsynlig teknologi kan være nøglen til at løse dette årtier gamle problem:vintageelektronik, specifikt, simple 6502 mikroprocessorer fra 1970'erne. Det er den samme chip, der bruges i tidlige hjemmecomputere og arkademaskiner, der kørte spil som Pac-Man.

"Med hensyn til computerkraft, det er alt hvad du behøver, "Sagde Kütt." Fordi processoren er så primitiv, forskere kan bogstaveligt talt kontrollere hver transistor i kredsløbet, hvilket kunne hjælpe med at bekræfte, at chippen er autentisk. "

Omkring 14, 000 atomvåben findes i ni lande i dag, ned fra højden på omkring 60, 000 våben i slutningen af ​​1980'erne. Hvis der skal opnås yderligere reduktioner, forhandlere vil sandsynligvis have brug for værktøjer til at kontrollere, at USA og Rusland reducerer deres lagre som lovet. Disse to lande tegner sig for 90% af verdens atomvåben, med over 6, 000 sprænghoveder hver, og er tilbøjelige til at tage hinandens ord. Afmontering af pensionerede våben kan derfor kræve verifikation - men hvordan man gør dette er en yderst vanskelig udfordring.

Fra 1990'erne, forskere forsøgte at løse dette problem ved at oprette pålidelige målesystemer, der fungerer som informationsbarrierer. Sådanne enheder skal opfylde to centrale krav:de skal forhindre klassificerede oplysninger i at lække ud, og de må ikke indeholde skjulte kontakter, der giver falske aflæsninger. "Tænk på det som et spil mellem to parter, "Sagde Kütt." Du kan bare ikke være sikker på, at den anden side ikke har fundet en måde at besejre dit system på, især når de ressourcer, som hver part kan dedikere til opgaven, i det væsentlige er ubegrænsede. "

Tidlige prototyper var enormt komplicerede, gør det vanskeligt at verificere enheden og dens resultater. Forenkling syntes vejen frem. Men mulige løsninger - såsom et nylig britisk/norsk forslag - er blevet offer for kompleksitet.

"Nogen vil tilføje en klokke og en fløjte her eller der, og det bliver en enhed, der, i sidste ende, ingen forstår virkelig fuldstændigt, "Sagde Glaser. Dette forstærkes kun yderligere af indviklingen i moderne elektronik.

Glaser-en vintage videospilopsamler, der underviser i en praktisk undervisning i Princeton om atomnedrustning-indså, at de 6502 mikroprocessorer, der kører hans yndlingsarkademaskiner, kunne tilbyde en løsning. "Vi har arbejdet med disse chips i 40 år, så vi kender dem ind og ud, "sagde han." De er så enkle, at det stort set ville være umuligt at bygge i en bagdør. "

Han og Kütt parrede en simpel strålingsdetektor med en 6502 mikrochip og programmerede enheden til at bekræfte, at en artikels strålingssignatur matcher et forventet resultat ved at vise grønt lys. Deres prototypesystem opdagede præcist subtile ændringer i gammastrålingssignaturer fra standardkilder, der simulerer sprænghoveder. Alle forskernes design er open-source og koster omkring $ 250. 6502 -mikrochippen er blot et muligt eksempel, Glaser sagde; han og Kütt valgte det, fordi det er ekstremt enkelt og almindeligt, men andre tidlige processorer kunne også være kandidater.

Kütt og Glasers arbejde har praktisk værdi, ifølge David Wehe, professor i atomteknik og radiologiske videnskaber ved University of Michigan, som ikke var involveret i forskningen.

"Informationsbarrierer er helt afgørende, hvis vi nogensinde håber at genstarte meningsfulde forhandlinger om atomnedrustning, "Wehe sagde." Forskere er sjældent i spidsen under disse diskussioner, så traktatforhandlere skal have disse tekniske pile i deres skælven. "

For nu, Glaser og Kütt ser deres enhed som et simpelt proof-of-concept, men en, som de håber starter en bredere samtale i det internationale samfund.

"Vi har lagt noget på bordet og kan nu sige, "Hvis du virkelig vil have noget simpelt, her er et benchmark, '"Sagde Glaser."' Kan du gøre det endnu enklere, eller kan du besejre det? '"