绝对安全!量子通信真有这么牛吗?

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访客:4852  发表于:2016-09-09 15:43:59

无条件安全、不被截获、不可破译,它被称为史上最安全的通信方式。没有之一!这么牛掰,咋不上天呢?你说对了,它还真上天了。

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2016年8月16日1时40分,酒泉卫星发射中心,世界首颗量子卫星发射升空。


随着这颗卫星的成功发射,中国成为世界上首次实现卫星和地面之间量子通信的国家。超越欧美,真是喜大普奔!一时间,量子通信迅速蹿红。全民关注,专家热议。这颗通信领域的明日之星有何NB之处?

这一期,我们就来聊聊量子通信。


量子是什么

量子是现代物理的重要概念。最早是物理学家M·普朗克在1900年提出的。一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位,则这个物理量是量子化的,并把最小单位称为量子。组成世界的基本粒子如分子、原子、电子、光子等都是量子的表现形态。


什么是量子通信

官方定义:

量子通信是利用量子的纠缠效应进行信息传递的新型通信方式。

是不是感觉很深奥?


什么叫量子纠缠?

通俗的说,量子纠缠就是量子世界里存在的一种类似于“心电感应”的现象。具有纠缠态的两个粒子即使远隔整个星系,只要一个发生变化,另外一个也会瞬间发生相应的变化。如同两张相距甚远的纸张,人们在其中一张纸上书写的时候,另一张纸上会立刻显现所书写的信息。


如此的心心相印,简直匪夷所思。连大物理学家爱因斯坦都称其为“鬼魅”。为什么会这样呢?几十年来,无数科学家都为此“纠缠”不休。对量子纠缠的原因,依旧没有标准答案。不过对于这么牛掰的技术,各国都竞相展开研究。


量子通信按照传输的信息类型分为两类:一类是量子密钥分发,另一类是量子隐形传态和量子纠缠分发。前者已步入产业化阶段,后者尚处于基础研究阶段。我们先来聊聊量子密钥分发。


什么是量子密钥分发呢?

简单的说,量子密钥分发就是在A和B之间共同生成一串只有他们两边知道的随机数,然后用这个随机数来加密。量子密钥分发利用了量子的两大物理特性,实现了密钥传输过程中的无条件安全。


量子的神奇特性

量子有两大物理特性:不可分割性和不可复制性。根据量子的定义,我们知道量子是最小的物理量单位。因此,量子是不能再分割的。这就是量子的不可分割性。


复制量子的状态前,都需要先进行测量。不同于宏观世界,微观世界里的量子态非常脆弱。任何测量都会改变量子态本身。可以想象一下,一颗含羞草受到碰触时的情景。由于不可测量,量子态无法被复制。


量子通信为什么绝对安全

在量子保密通信过程中,发送方和接收方单个光量子的状态作为信息载体来建立密钥。由于量子的不可分割性,窃密者无法将单个光子分割成两部分,让其中一部分继续传送,而对另一部分进行状态测量获取密钥信息。由于不可复制性,窃密者拦截光子进行测量,量子态即发生改变。窃密者就无法通过复制得到信息。同时接收方就会察觉密钥的错误,停止密码通信。这就保证了加密通信的绝对安全性。


量子保密通信是不是很神奇呢?

其实,还有更神奇的。那就是量子隐形传态,量子纠缠态可以脱离实物的一种“完全”的信息传送。什么意思?目前的量子密钥分发还需要借助光纤网络等信息传输通道,而量子隐形传态将不借助这些实物实现信息传输。这不是科幻大片里的瞬间移动吗?或者哆啦A梦的任意门?


到底什么是量子隐形传态呢?

它有多神奇?

我们下期接着聊。



文章来源:转载自翼火蛇安全官网http://www.kernelsec.com/manage/news_detail?aid=154

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