憑什麼說量子通信是絕對安全的?

引子

傳統的通信加密和傳輸安全,都是依賴於複雜的算法。比如,為了對一個400位的阿拉伯數字進行因子分解,目前最快的超級計算機將耗時上百億年,因此說現在的數字密碼體系是相對安全的。

憑什麼說量子通信是絕對安全的?

可是,目前全世界都盯著量子計算機的研發。上述加密算法,一旦出現具有相同時鐘脈衝速度的量子計算機,只需大約1分鐘便可破解完畢。即便是再高級的保密通信,只要是通過當前的電話線、無線電、光纖等手段,都會面臨被破譯和竊聽的可能。在計算能力兇猛的量子計算機面前,傳統傳輸的密件,就像在裸奔一樣……

憑什麼說量子通信是絕對安全的?

正文

那有沒有一種絕對安全的信息傳輸方式呢?當然有!

量子通信是迄今為止唯一被嚴格證明是原理上無條件安全的通信方式,可以從根本上解決國防、金融、政務、商業等領域的信息安全傳輸問題。

憑什麼說量子通信是絕對安全的?

那量子又是什麼呢?一個物理量如果存在最小的不可分割的基本單位,則這個物理量是量子化的,並把最小單位稱為量子。在微觀世界,我們把量子作為不可分割粒子的最小基本單位。

可是,量子通信為什麼絕對安全呢?

打個比方:有一種截取情報方式,是直接打劫。但是如果在天上光量子打向地面的過程中,被劫了,那麼地面上就一定無法再接受到這粒光量子了,這會讓接收方及時警惕情報已被盜。

還有一種情報截取手段,是暗度陳倉、複製情報。但是處於量子態的粒子,一旦被複制,原來的粒子也就毀了。

憑什麼說量子通信是絕對安全的?

複製(即克隆)任何一個粒子的狀態前,首先都要測量這個狀態。但是量子不可克隆定理告訴我們:量子態不同於經典狀態,它非常脆弱,任何測量都會改變量子態本身(即令量子態坍縮),因此量子態無法被任意克隆。這就是量子不可克隆定理,已經經過了數學上嚴格的證明。

憑什麼說量子通信是絕對安全的?

在量子密碼裡(如BB84協議),正是由於量子不可克隆定理,光子被截獲時經過了測量,偏振狀態就發生了改變。接收方就會察覺密碼的錯誤,停止密碼通信。這也就確保了通信時量子密碼的安全性,從而也就保證了加密信息的安全性。

所以這是"一把"你知我知、天知地知的秘密鑰匙。將來還有一張量子通信網,科學實驗的目標,是最終打造一張天地一體化的量子通信網。

憑什麼說量子通信是絕對安全的?

我國的"天地一體化廣域量子通信技術研究團隊"自主研製了世界上首顆量子科學實驗衛星"墨子號",在國際上率先實現千公里級的星地量子通信;國家量子保密通信"京滬幹線"通過總技術驗收。結合"京滬幹線"與"墨子號"的天地鏈路,中國和奧地利之間在國際上首次成功實現了距離達7600公里的洲際量子密鑰分發,標誌著天地一體化廣域量子通信網絡雛形已經形成。


分享到:


相關文章: