关于量子通信,你必须知道这些!
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不易青年。
2024-05-09
量子
通信
光量子
密钥
粒子
变化
保密
状态
方式
纠缠态
6.8 KB
关于量子通信，你必须知道这些！
（专家：杭添仁 航天科普作家） 2016 年 8 月中旬，我
国将择机发射首颗“量子科学实验卫星”。 如果卫星成功运行，
我国将成为世界上首次实现卫星和地面之间量子通信的国
家，并结合地面已有的光纤量子通信网络，初步构建一个广
域量子通信体系，在世界上率先实现全球化的量子保密通信。
众所周知，通信保密在国防、金融、政务、商业等领域具有
重要作用。就目前和可以预见的将来来看，量子通信被公认
是迄今为止唯一被严格证明能 '无条件安全 '的通信方式，可确
保通信安全和提升计算速度。 量子世界中存在一种类似“心电
感应”的现象，即通常所说的量子纠缠。 实验验证， 具有纠缠
态的两个粒子无论相距多远，只要一个发生变化，另外一个
也会瞬间发生变化。其原因目前还没搞清楚。量子纠缠示意
图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。它主要基于量子纠缠态的理论，使用量子隐形传态
的方式实现信息传递。传统的通信加密和传输安全都是依赖
于复杂的算法，但是只要对方的计算能力足够强大，再复杂
的保密算法都能够被破解，所以都不能够做到绝对安全。量
子通信的安全性基于量子物理基本原理，作为光的最小颗粒，
单个光量子在传输信息的时候具有不可分割和不可被精确
的复制两大特性，从而能保证信息的不可窃听和不可破解，
因此，哪怕计算能力再强也是破解不了的。量子通信是将信
息编码加载到单个光量子叠加态的偏振方向上。在量子保密
通信过程中，发送方和接收方采用单个光量子的状态作为信
息载体来建立密钥。由于单个光量子是光能量的最小组成单
元，不能被再分割，所以在单个光量子发射的情况下，窃听
者无法将单个光量子分割成两部分，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。又由于不可被精
确的复制，所以窃听者无论是对单个光量子状态进行测量或
是试图复制之后再测量，都会对光量子的状态产生扰动，从
而使窃听行为暴露。量子通信永远不会泄密的原因之一是，
量子加密的密钥是随机的，即使被窃取者截获，也无法得到
正确的密钥，因此无法破解信息；其二，分别在通信双方手
中具有纠缠态的 2个粒子，其中 1 个粒子的量子态发生变化，
另 1 个粒子的量子态就会随之立刻变化，根据量子理论，任
何干扰都会立刻改变
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