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那么为何量子通讯会如此安全?
事情还得从头说,物质由原子组成,原子能量不是连续变化的,一份一份的来搞,最小的一点点分量就叫做量子。
当我们用量子通讯卫星发送密码,就得先发偏振光子,代表一个比特1或者0。
由于光是电磁波,具有波粒二象性,使得光可以细分为光子,同时又很不稳定,可以朝着不特定的方向偏振,此时我们就得事先规定偏振角度,比如朝着零角度偏振的代表0,朝着90度方向偏振的代表比特1。
然后接受装置就只能允许零角度和90度的偏振光子通过,甚至接收装置都要提前设置好固定的角度,比如45度,这样才能顺利的接收到正确的比特,其他角度不对的偏振光子都被过滤了。
但是如果零角度的光子想从0比特的口子和1比特的口子过去怎么办?
那就得掷骰子呗,这就是所谓的“上帝掷骰子”。
这样一来,通讯卫星发出的光子和接收器摆放的方向一致时候,收到的比特才是对的,有意思的是,接收器的摆放角度也是随机的。每次就得讨论摆放角度的问题
两个都是随机的话,就会产生很多不成功传输的比特,删掉不成功的比特,剩下的就是这一回发送的随机密码。
由于一次只发送一个光子,要是被人窃听了,就意味着被拦截看了信息,那么接收方肯定就能知道,因为前面说过了。
量子里面不可能有完全复制这个概念,想拦下来之后再给个原来一样的光子信息是不可能的,这就是“量子不可克隆定理”和测不准原理在起作用,真正做到了一次一密。
随机产生,不能窃听,不能被破解,量子通讯的安全度自然就高了,目前量子通信传播密码的套路叫做bb84协议。
目前来看,人类手头上的量子分配不做通讯,只分配密钥!只分配密钥!
量子密钥分配不能主动防护窃听,只能被动探测人家是否窃听自己。
窃听的探测依旧是按照测不准和不可克隆原理,这就是人类眼下的现状。
目前的量子密钥还是依赖常规通信,无法超光速,那种超光速的量子纠缠还只是一个幻想,不打开盒子就知道猫是死是活还做不到!量子隐形传输太过魔幻了,完美的量子纠缠应用应该是无法达到的。
目前商业化的还是量子密钥,实验室状态下的量子密钥分配最远距离是260到300千米,远程量子通信的实现依赖中继站,中继分为量子中继和可信中继,后者目前已经产业化,原理就是a传信息给b,b再传给c,中途密钥落地,有一定的风险。
而量子中继是不落地的,以量子纠缠分发技术在相邻站点之间建立共享纠缠对,用量子存储技术储存纠缠对,再用远距离自由空间传输技术实现量子纠缠转换,保真度极高。
眼下最好的量子态隐形传输原理性实验的最长距离是143公里,前提是西班牙加那利群岛的环境良好。看起来比夏国首都16公里和qh省的97公里大气内传输要好不少。
但是西班牙这次实验太多疑点,怎么看就怎么像是赌气打破夏国记录的一场骗局。
想要达到更远的距离,就得规避大气干扰光子脆弱的量子状态,得用卫星来分发光子,太空的几千公里换算到地面也就8公里左右,走向太空势在必行。
夏国的成果最强,也仅仅是实现了实现六光子纠缠、八光子纠缠和十比特超纠缠,即便在地面上实现了百公里传输,也只是理论上在太空能传输1000公里,距离商业化还远着呢。
系统给了指南,但目前的制造水平还是有所欠缺,提升并不能一步到位。
陈潇一点都不贪心,他决定先从中继站下手,把可信中继变为量子中继,然后再慢慢从量子密钥搞成量子态隐形传输,虽然绝对达不到百分百,可是这玩意的可靠性是真的强,只要接近完美量子纠缠,很多东西就可以省略了。
思路不是没有,只需要把原物信息分成经典信息和量子信息两部份,经过各自的通道传送给接收者。
收到之后就可以复制了,值得注意的是,经典信息是发送者对原物质进行某种测量而获得的,量子信息是发送者在测量中未提取的其余信息。
该过程中传送的仅仅是原物质的量子态,而不是原物本身。
发送者甚至可以对这个量子态一无所知,而接收者是将别的粒子处于原物质的量子态上。
在这个方案中,纠缠态的非定域性起着极其重要的作用。
陈潇并不是要一步到位直接传送物品,只是搞通讯,不用这么完美,难度自然就降低了不少。
到了那时候,基于量子纠缠的通讯才是真正意义上的量子通讯,现在只能叫做量子加密手段通讯,根本不是一个概念。
倘若量子通讯真的建设完成,就不在担心信号问题,设备搭载量子通讯芯片,只需要通过量子纠缠原理,看这边的量子状态,就能明白对方传递的信息。
实验交给长天科技自然科学院来设计主持,之前就一直有所涉及。
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