中国的量子通讯究竟是“真量子”?还是给旧事物安个时髦的名字?

盗德高点


此【中国的量子通信】非彼【量子通信】,读者自己可以做出判断。

一、【中国的量子通信】是指解决信息传输加密的问题,而不是解决信息的传输问题。

二、【量子通信】研究的是信息传输的问题。也就是如何利用量子纠缠来实现瞬间的信息传递,哪怕是在宇宙中无限遥远的两个点。这种传输是与现有的有线传输信息和无线传输信息完全不同的,类似心灵感应的巫术。其实,按照量子纠缠理论,利用纠缠态量子进行超越光速的信息传递,根本是不可能的。因为纠缠态量子一旦被测量,纠缠态就坍塌了,不可能传递任何信息,同时也就不存在改变一个纠缠态量子的状态就可以瞬间改变另一个量子状态的事情。还有,爱因斯坦的相对论不允许物质和信息传输速度超过光速,所以量子通信本身就是一个在现有理论框架下无法实现的概念。

三、有争议的是:潘建伟团队的实验是向卫星上的一种特殊晶体发射了一束激光。该晶体会释放一对偏振方向相反的纠缠光子;然后,两个光子分别被发射到相距1203公里远的德令哈和丽江。在西藏的高山上,稀薄的空气令光子不那么容易衰弱。潘建伟团队采用的是单光子密钥传输,而不是采用的量子纠缠密钥传输。单光子密钥传输利用了量子叠加态,以及测量本身会对量子态干扰的原理进行的。有专家质疑:这种单光子密钥传输,不是量子纠缠密钥传输;应该是属于激光传输,不是量子传输;所以不是量子通信卫星,是激光通信卫星(有报道,上世纪八十年代,世界上就有国家成功的发射和使用激光通信卫星)。

每个人看问题的立场和切入点不同,见仁见智吧。我个人认为,要是从科学探索和实证的角度,有条件做这样的实验比不做好,毕竟实验还是有积极意义的。但是违背科学的精神和实事求是的原则,过于夸大其词,包装和混肴不同的概念就错了;还有不考虑国情,无限制的巨资投入,走偏了也不必要。因为:①【中国的量子通信】解决的并不是通信传输的问题,而是通信加密的问题;②在通信加密领域中,作为一个有益补充,它不是对原有加密方法的颠覆;③现阶段更适合于绝密信息的加密,并不适合于普通密级的信息加密。




伊斯嘉丽


当然是真量子。

之所以有人觉得中国的量子通信是给旧事物安个时髦的名字,是因为一些这么说的文章到处传,里面典型的语言像这样:

“这个卫星居然敢被冠以量子通信的名号,就是一个巨大的欺骗!充分说明潘建伟完全是一个牛皮大王。这叫什么量子通信?实际上就是一个传统的激光通信卫星,依然是用激光通道传送,包括声称所谓量子加密也不过是传统的加密手段而已。”

有人问我怎么看这文章,我回答:这是非常愚蠢的胡搅蛮缠。

一,墨子号量子科学实验卫星实际做的是什么?

墨子号有三大科学任务,其中一般被媒体称为“量子通信”的,是“量子密钥分发”这个任务。

星地之间的量子密钥分发,是在卫星和地面站之间发出带有偏振的光脉冲,利用量子力学的特性,让卫星和地面站同时获得一串相同的随机数字符串,用作以后给明文加密解密的密钥。

这里的一大关键,是每个脉冲只包含一个光子。光子是光的最小单位,如果比一个光子还少,就完全没有光了。因此窃听者或者拿走这个光子,这样可以阻断通信,但不能窃密,或者放过这个光子,这样仍然不能窃密,——无论任何情况都不能窃密。

量子密钥分发

二,类似的实验有没有别国在做?

有,例如日本就发射了一颗名叫“苏格拉底”的微型卫星,也研究了相关的技术。但是,由于他们的对准精度不够,为了让探测器收到信号,只得发一个很强的光脉冲,一次发一亿个光子。不是单光子的情况下,别人偷一部分光子回去,就可以窃密了,所以这颗卫星做不了量子通信

因此,这些日本作者在他们的论文中,坦率承认他们没有实现量子通信,只是在研究相关的技术。然而,他们所在的研究所却在自己的主页上大肆吹嘘,说自己实现了微型卫星的量子通信,让世界各国不明真相的媒体跟着炒作了一波。如此“工匠精神”,也真是很日本了!

三,量子通信卫星就是传统的激光通信卫星吗?

看了以上的介绍,你就明白了,完全不是一回事。传统的激光通信是用激光本身来传信息,而量子通信卫星是用激光来产生密钥,然后密文再用其他任意的方式传输。在科学意义和技术难度上,显然是量子通信大得多。

所以日本作者的文章,虽然没有实现量子通信,也发了很高档次的期刊,因为仅仅是相关的研究就很重要。也正是因为同样的原因,他们才会自吹自己做到了量子通信。

所以,回到题主的问题:得无知和自大到什么程度,才会相信“量子通信卫星就是传统的激光通信卫星”呢?


袁岚峰


中国的量子通讯自然是真量子。但是涉及量子通讯的问题我会做一些额外的解释,否则及其容易让人误解。如果不做这些解释,我发现不少物理科班出身的人还犯迷糊。大家看我下面这几个问答,应该就能大概明白怎么回事了。

量子通讯卫星的量子纠缠具体是怎么实现的?

答:量子纠缠可以通过激光穿过非线性晶体来产生。量子卫星的量子纠缠就是通过传递激光来实现的。

量子纠缠可以用来传递信息么?

答:量子纠缠不可以传递信息,不然会和爱因斯坦的相对论相冲突,违反宇宙因果律。

量子通讯卫星是怎么传递信息的?

答:量子通讯卫星传递信息的方式是经典信道,也就是经典的调制和发射电磁波的方式来传递信息。

那量子通讯卫星真的用到量子力学了么?

真的用到了。量子通讯运用了量子力学中的量子纠缠为信息做加密。

用量子纠缠来加密是什么意思?

简单来说,就是量子科学中有个定律可以证明,你不能复制出一个一模一样的量子纠缠态,如果你要复制一个一模一样的量子纠缠态,那么原始的纠缠态一定会被破坏。这叫做量子不可克隆定律。

试想你现在把一段信息加密传送,解读这段加密信息的钥匙是一个量子纠缠态。假设有一个窃听者想来偷我们的钥匙拿去复制,

如果是经典情况,这个窃听者可以神不知鬼不觉的复制我们的钥匙,然后再把钥匙原封不动的还到原来的地方,这样我们无法察觉我们的信息已经被人破解了。

如果是量子情况,窃听者在复制我们用量子纠缠做的钥匙后,原来的钥匙就会被销毁,这样我们就会发现原来的钥匙坏了。从而推测出有人在窃听我们。


低熵制造机


量子通讯的真正名字叫量子加密通讯,量子通道只是用来传输和生成密码的,加密的信息走的是经典的通道,比如光纤。

图:目前广泛采用的RSA算法,在量子计算机面前不堪一击

量子加密通讯是量子计算机产生后必然要出现的一种加密信息的一种方式。目前广泛采用的加密技术是利用数学方法进行的加密。用现在的计算机来进行解密计算,可能要用几十、上百年时间才算得出来,而采用量子计算机进行这种解密运算,只需要几秒钟就出来结果了。

目前,量子计算机已经非常接近适用化,所以,量子加密通讯必须要搞出来,不然,通讯将无秘可保!

图:墨子号量子加密卫星,注意:它只传输和生成密码,不传输信息

量子加密通讯的原理有很多大神都科普了,笔者就只简单的说一下,看不懂大神科普的,就看下面简单的描述,了解一下就行了:

加密信息的方法无非就是利用数学方法、利用事先约定的密码薄等方法加密。由于量子计算机的出现,目前的数学方法已经不可靠了。如果依靠密码本的方式,也可以利用数学方法计算出来,比如利用字母在信息编写中出现的频率,就可以将密码猜出来。当然,这是一种粗陋的办法,这里只是打个比方。

图:墨子号

最高级的加密方法就是一次一密(每次通讯都换密码),最好做到密码比信息还长,这样就不可能在通讯过程中发生泄密了。但是,密码的保存和传输过程可能会发生泄密,所以还不是绝对的安全。

图:墨子号的实验任务



量子加密通讯就是利用了量子的一些奇怪特性:量子叠加态、纠缠态,进行密码的生成和传输,在光量子的发送过程中同时完成密码的生成。由于量子态的随机性和不可复制性,这种密码是不可能被窃听到的(窃听会导致密码生成的失败,发送密码的双方就会发现存在窃听者)。密码生成和传输完成后,利用这个密码进行信息的加密,加密的信息依然走的是经典通道,例如无线电、光线。需要注意的是,量子密码不光可以通过卫星传输,也可以通过光纤传输。目前的墨子号还只是一个实验卫星。

量子加密通讯是一种突破性的技术,依据目前的科技水平是不可能进行窃听的,在目前来说,它就是一种绝对机密的通讯方式,所以,它是一个突破性的技术。



什么才是假量子呢?见下图:
图:扯淡的量子针灸


个人浅见,欢迎指正。如果这个答案对你有所帮助,点一下赞和关注吧……谢谢


讲科学堂


量子纠缠在理论上就行不通,只是光子运动时引动周围多数微观粒子的波动。光子总处于运动状态,永不静止,趋向静止的只是光子引起周围多数微观粒子的波动变化信息。量子是最小的不可分的单位,光子,电子肯定是量子态,怎么就成了不可克隆了,不能复制了,这样一来,纠缠光子信息只能是随机的,人为控制不了随机信息,那么,密钥信息又来自何方,其中就存在人为控制的问题,无法变随机为有机。他们说从地面发射激光到墨子号的晶体上偏振上下旋再反回地面目标,这能称为量子纠缠?上旋1下旋0只属于随机信息,随机信息出现上旋1.可用概率50%,下旋0可用概率也是50%,最好忽悠了,敌方知道也照样发射纠缠光子并同时接收就不好忽悠了,是要惨败的。信息是从地面激光脉冲中发出,那还是量子密钥分发吗?只能称为经典通信。

量子纠缠形成的共识就是偏振上下旋一束暗淡光子夾杂在频率一致的强激光中发射,滤掉一个波段的激光,剩下的就是密钥信息。密钥信息只能从墨子号内面发出,不可能是从地面发出,离开地心和向地心在阻力两方面是不同的,量子也不可能同激光而行,到时混乱不戡,纠缠光子怎能和激光一起发射,纠缠光子只能单独发射才能保持纠缠统一性。墨子号倘若停止发射强激光光子流,也就无密钥分发了,密钥从客观上就消失了,这就是还原了经典通信的最好证据。他们称之为的激光脉冲信息,一个脉冲一个光子信息,他们连光子质量是多少都不知道,凭想象认为是一个光子,忽悠。就是接近光子频率也不能认定是一个光子,只能认定是一束暗淡光子及其它微观粒子。一束暗淡光子通过不均匀磁场分为二个矢量发射出去他们称为纠缠,这根本不符合爱因斯坦称之为幽灵般的超距作用中所指的纠缠。一秒钟能发射26.2兆个秘密比特,不可能一个光子一个光子地发射,只能是激光式一束一束地发射,时间限定为一秒钟,一秒钟不可能随时随地产生26.2兆个纠缠光子,是用仪器一束一束用暗淡光子偏振上下旋发射的,客观上才能达到数量的目的。一个脉冲一个光子,脉冲本身就是激光光子的运动形式,激光本身就是光子运动,激光脉冲不说是26.2兆个光子,却说成非一束单光子,目的何在呢?光子质量不知晓,就是一个光子摆在激光脉冲里,怎么辩明真伪。一束暗淡光子,通过不均匀磁场后,完全能够携带信息直接发送,只因为属于经典式的,权当密钥信息分发吧!一支蜡烛的烛光照到1.8公里处的暗淡程度就称为接近单光子的灵敏度了,是不严谨的科学态度。现代科技还无法抓控一个光子,也无法用最先进的仪器去操控单光子。依据单光子单独存在时间有限,仪器还没有反应过来单光子就不见了,就被吸收了。在地球表面,高能与高能之间存着相互作用力,具有一定的吸引力,那怕作用力存在得很弱小,改变一个光子的轨迹客观上还是可行的。在双缝实验中,仪器放在一缝处就不干涉了,说成光子具有意识偏离了干涉区,实验全过程不怎么严谨。

质疑量子密钥分发信息,质疑量子纠缠,他们被所谓的胜利冲昏了头脑,吹的本性使牛皮吹破了,难似掩盖本来面目,再没有什么能吹的了,再没有什么地方能进展了,事实胜于雄辩。


兰天196926837


潘建伟的量子通信是不是骗局我觉得不能轻易下结论。不过潘肯定不是一个实实在在的人,看潘建伟的报告,每次都说的云里雾里好像是量子力学的基本概念介绍,从来没有说他自己到底在研究什么,解决了什么问题。一开始提的量子通信是有忽悠人的嫌疑,现在已经改口说是量子加密通信了。如果真像潘自己说的那样,潘应该做的是量子纠缠发射与接受装置以及量子传输中继装置。所谓量子,其实也就是光子。所谓量子加密通信是在通信采用常规的光纤或微波通道,量子加密走另一条通道,因此量子通信的成本较高。潘建伟并没有理论的创新,那些装置也不是他原创的,他的贡献在于建立了量子纠缠远距离传输的实用化,这是他独特的,领先的。当然,要想使得量子通过多级光纤中继而保持纠缠与可测量,本身也不是一件容易的事。这些东西理论上并没有什么神秘的需要保密的内容,只是在装置中的具体实现需要保密。就跟飞机发动机理论没什么保密的,需要保密的是材料和内部细节。他应该老老实实把自己的研究工作说出来,目前量子通信已经实现的内容是哪些,下一步准备做什么,这个如果还要保密,那么难免不使人怀疑,何况他还是中科大那几个量子公司的股东老板呢。


苏申js


量子有一个基本特性,即量子是组成事物的最小物理单位,不可复制,不可再分割。

量子通讯即是基于这一特性的通讯方式。传统的激光通讯,可以通过捕获部分线路上的光进行破译,也可以直接对线路进行检测窃听,但是由于量子不可复制,你就不能对信息进行检测(因为这会改变量子的状态,窃听会被发现),也不能进行捕获,因为他不可分割。因此他是理论上无条件安全的通讯方式。

我们中国的量子卫星做的是量子密钥分发。最终要实现的是量子通讯(无需加密)直接发送信息,但是现在由于技术(误码率,能量损耗等)原因还不能实现直接传输大量的信息,因此就对信息进行加密,用量子通讯的方式传输密钥,信息本身还是激光通讯传输,理论上你的密钥是安全的,信息也自然是安全的。

目前全世界主要做的也是这种方式。而在量子加密通讯方面,我们中国目前是全球领先的,所以不存在所谓的吹牛等无稽之谈,其次,再有各种怀疑量子理论之流的,请你至少能先看几本量子力学方面科普读物,理论书籍就算了,别开口就把几百个物理学家拍倒在地,那太可笑,也太可悲了!


小满有雨


中国的量子通讯究竟是"真量子",还是旧事物换个时髦的外装。只要把0和1的分量比特进行信息处理,都能给人带来是旧装的感觉。但技术是可以根据理论去操作的。

从墨子号卫星上去分发出一个光量子来,并且准确地去与地面量子通迅站接收装置中的单一光子相互纠缠是十分困难的。不过办法是有的,可以从墨子号卫星上发出一束较高能辐射的若干个光子,这样有利于接收到,通过冷却(最好做到真空冷却,即在很薄不保温的真空管外进行冷却处理过)作用吸收辐射的能量后,再通过分光器去分发出一个光量子,使其与另一个从分光器中分发出的量子纠缠,并且是按卫星传输激光束中的光子排列顺序进行,这样做能尽量保持原来的信息含义,又利于分光处理。然后立出与以前不同算法的同样用0和1为比特基数去进行信息处理。在这种情况下,应该与激光通迅有别,但有相似之处是不可否认的。如那两种信息变化和信息处理过程,都离不开量子或电磁波携带能量的大小变化能导致信息变化这一问题。像一个携带高能的量子和一个携带低能的量子之间相互作用产生纠缠的态信息,与两个携带大致相同能量的量子之间相互作用产生的纠缠态信息有较大区别,前者甚至不能分发密钥。电磁波之间的相互干扰也存在携带的能量大小这一问题。

在这里提出一个人们容易怱略的问题,那就是,根据波/粒二象性理论去分析,波代表粒子存在,粒子有时代表波的存在。其实,这种理论是有缺陷的,一个单发的粒子不可能产生波和频率,如果用一皮秒辐射出的若干个电磁粒子用分发器去控制,都很难控制到只有十个光子排例的电磁辐射。有了这样的理论区分,就能给量子纠缠态信息应用发一个特殊"执照"了。


启迪揭梦


量子通讯是在量子力学大师建立起量子力学之时就提出来了,只是由于技术问题,直到上世纪九十年代又被科学家“炒热”,而真正起步是2004年以后的事。

中国的量子通讯成就应当是在全世界最突出的。目前,由于配套的量子存储器还未问世,真正的量子逻辑器件也没成形,所以,量子通讯只能先期实现量子保密通信。不过量子隐形传态全通信的实现为期不远。中国的科学家是量子通信的先驱,功不可没。

量子保密通信就是常规通信编码前,加装量子识别码进行保密。量子通信的一个重要特性----保密安全,其实已实现。人们对通信的安全需求是非常迫切的,能实现量子保密通信,人们其实已获得了极大满足,至于量子全通信,人类可以慢慢做。基本上是这样的,当人类实现量子全通信之时,也是量子计算机诞生之时,也是量子互联网诞生之时,也是量子信息技术全面占领人类各个技术角落之时。也是现在的电子技术、互联网技术等全面退场之时


谭宏21


在量子力学中,量子从来就是一个概念,一个假设,但在一些骗子的手中,把量子变成一种真实存在的东西,他们可以随心所欲地生产出各式各样的量子,光量子,纠缠量子,他们可以把量子玩弄于股撑之间,把光量子放到匣子里关起来,把一对纠缠量子分开,一个放到上海,一个放到南京,在墨子号量了卫星上能夠制造一对纠缠的光量子,保存在罐子中,当卫星飞到这个城市,向这个城市发射一颗光量子,当卫星飞了一千二百公里,飞到下一个城市,向另一个城市发射另一颗纠缠光量子,于是这两个城市就连接起来了,纠…缠起来了,就建立保密通讯了,这不是痴人说梦话吗,即使能通讯,一个光子能携带多少讯息,0或1,


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