量子通信不是用量子纠缠超光速传递信息!其本质是绝对加密电磁波
我国的量子通信已经走在了世界的前列。有人会好奇,量子通信比传统电磁波通信强在哪呢?量子通信是利用量子纠缠通信吗?
量子通信这个名字的确有点误导性,它的全称是量子加密通信,重点在加密,而量子理论只是帮助信息加密的。你可能依旧好奇,量子纠缠可以超光速,那量子通信可以超光速吗?
量子通信当然不可以超光速啦,信息的传递依旧是依靠电磁波,量子纠缠依旧被无数实验表明:不能传递信息!那为什么还叫量子通信?和量子有什么关系?
量子通信只是利用量子理论对信息进行绝对加密,听好了是绝对安全的加密。传统信息再怎么加密都有可能被破解。
而量子力学中有种种反常识现象,导致对叠加态的测量会产生坍缩效应。如果用量子力学的理论对传统信息进行加密。那么窃取者要偷窥电磁波信息,首先就得观测信息,这就导致量子叠加态坍塌!利用了量子技术就保证了传统电磁信息传递过程中的绝对安全!量子通信最重要的技术节点就在量子密钥分发
其实自从人类用电磁波传递信息后,就面临着被窃听的风险。如果不对电磁波信息进行加密,那窃听简直易如反掌,你在空中发送电磁波信号,就好像是对着全世界喊话一样。一般情况下,电台的无线广播信号就是面向大众,所以加不加密无所谓,没有哪个间谍组织对电台的信息感兴趣。
如果电磁波信息用到国防上,那就要务必要重视信息的保密性,因为这涉及国防安全问题。
在近代史上,最惨痛的教训就是甲午海战失败后,在马关条约的签署之前,日本特务就对清廷加密电报进行了破解。
马关条约原件
签约马关条约的时候,清政府是有割地赔款的底线的,这些底线全都在加密电报中。而这些机密信息在谈判之前就被日本人破解了,那日本人的底气就非常十足了,我们就没有任何谈判的余地了。就相当你去商场买衣服,在讨价还价之前就知道了销售员的心理底线,那么你就可以按照最低价购买衣服。这就占了很大的便宜。
在二战中,谍战也是重头戏,不过这时候大家都用上了加密系统,不过那时候的加密通讯还很简陋。在经典密码术的历史中,有一种叫RSA的公开密钥体系极其重要。该密码体系对全世界公开。其最大的特点就是给出一个很大的合数,你只要把这个合数能破解成两个质数就行。
事实上,只有合数足够大,你按照目前的电子计算机的速度破解一千年都弄不出了。 但这依旧有个很大的隐患,只要计算机运算能力足够强大呢?比如量子计算机,那么这种密码术在量子计算机面前就不堪一击。
也就是目前所有的加密体系在原理上都是有被破解的可能性。所以特别机密的信息为了安全起见都不敢用电磁波传送,而是改用国防地下电缆。不过国防电缆的建造成本很大,有的甚至要跋山涉水建造,并且真的发生战争,境内间谍可以肆意破坏电缆。上百上千公里的电缆维护成本可大了去了。
所以科学家也一直在寻找一种绝对安全的电磁波加密通信。当然现在已经找到了,那就是量子加密通信。
量子力学有很多违背常识的地方,总结起来就是"量子叠加","测量坍缩""量子纠缠"。
这些现象已经被无数实验证明是微观世界的基本规律。如果我们用量子力学的反常识现象对电磁波信息进行加密,那么理论上就是绝对安全。除非整个量子力学的基础是错的,而这在现在看来基本不可能。如果量子力学基础错了,那么现在的手机,互联网就不会被发明出来。
如果把传统电磁波信息基于量子纠缠态进行加密。把通过耦合的纠缠粒子就可以配发给接收者和发送者。那么在电磁波的信息传递过程中就不可能被窃取到信息。
因为只要有窃取行为,那就是观测量子叠加态,于此同时叠加粒子坍缩,只变成粒子性。那么发送地和接收地就同时得知现在的信息已经被窃听,那么就停止发送信息。
这样以来,只要传递过程没有发生量子态坍缩,那就完全可以确保在传递信息的过程是安全的,这就是量子密钥分发。
当然很多人质疑,量子通信如果真的操作起来,依旧有个漏洞。倘若间谍也不打算窃取信息,只是不断窃听信息,为了就是打断绝密信息的传递。
这种担心是多余的。你在哪里窃听量子加密信息了,是可以通过电磁波精确查询到的,窃听地所在的公安也不是吃素的,抓你是分分钟的事,比破坏电缆的抓捕难度低多了。只要你敢恶意窃听,那你的地址就暴露在光天化日之下了。间谍为了钱也不会傻到直接作死吧!
我国在2014年就把地对地的量子密钥分发距离提高到了200公里,并打破当时的世界纪录。在2016年,我国发射了世界首颗量子实验卫星,成功实现了上千公里的空对地量子密钥分发的研究目标。
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