量子通信是由量子態(tài)攜帶信息的通信方式,它利用光子等基本粒子的量子糾纏原理實現(xiàn)保密通信過程。安全通信的未來→量子通信;“絕對安全”的通信是國家與國家戰(zhàn)略層面、人與人之間多年來夢寐以求之一,量子通信的問世,重新點燃了人們建造“絕對安全”通信系統(tǒng)的希望;那么究竟什么是“量子通信”。
1、量子通信與5G通信有聯(lián)系嗎?
二者關系目前看沒有什么交叉從電報、電話到手機,從1G到4G,正迎來第五代移動電話行動通信標準,也稱第五代移動通信技術,外語縮寫:5G。5G網(wǎng)絡的理論下行速度為10Gb/s,是4G的1000倍,A股上市公司中,重點公司有中興通訊(主設備龍頭)、烽火通信(傳輸網(wǎng)及SDN/NFV龍頭)等。而量子信息是量子力學和信息科學兩個學科的融合,其應用可分為量子計算和量子通信,
量子通信是由量子態(tài)攜帶信息的通信方式,它利用光子等基本粒子的量子糾纏原理實現(xiàn)保密通信過程。現(xiàn)有的通信主要通過電纜和光纜進行傳輸,兩種方法在安全性上都存在竊聽手段簡單,竊聽者無法被覺察等問題,但量子通信采用的是“一次一密”的加密方式,兩人通話期間,密碼機每分每秒都在產(chǎn)生密碼,牢牢“鎖”住語音信息。一旦通話結束,這串密碼就會立即失效,下一次通話絕對不會重復使用,而且量子通信所提供的密鑰無法被破解,
2、量子通信真的無法破譯嗎?
應該不能量子糾纏現(xiàn)象實際上建立了一個絕對保密但是一個字節(jié)都發(fā)不出去的「信道」。以典型的貝爾態(tài)為例:Alice和Bob手上各有一個粒子,而且如果Alice測量粒子的自旋是「上」,則Bob測量的結果一定是「下」,反之亦然,不過因為Alice每次測量的結果是隨機的,所以她不能利用這一對粒子來發(fā)送消息(換言之,她不能操縱粒子的狀態(tài),只能讀?。?。
然而,這兩個粒子的測量結果只有Alice和Bob可以讀取,在信道上無法被任何人竊聽,因此即使每次Alice和Bob讀取的結果都是隨機的,他們之間仍然有一個絕對安全的聯(lián)系:粒子的自旋永遠相反,因此,對于一位原文C,他們之間想要秘密通訊可以這么做:Alice測定粒子自旋得到結果S。由于糾纏特性,Bob之后的結果一定是?S,
Alice把S和原文C異或得到密文EAlice把E通過電話(正常的通訊手段)告訴Bob因為Bob測量粒子自旋的結果一定是?S,所以他可以用(E⊕S)還原出原文C竊密者除非蹲在Alice/Bob身邊,否則他永遠無法得到S,因此他是無法破譯密文的。同時,因為密文和原文長度相同,因此密文是信息論安全的,
同時,信息的傳播速度等同于電話的速度,不會超過光速,也不用擔心破壞相對論的因果性量子通信最大的問題不在于能不能被破解--弱觀測之類的技術,糾纏光子源的工程實現(xiàn)缺陷等都是可能破解量子通信保密性的因素。量子通信最大的問題在于易被干擾性,本身量子通信就是很不穩(wěn)定的,糾纏對稍微有點干擾,動不動就自解了。更關鍵的是量子的物理特性使得攻擊者對信道的觀測會破壞信道,
也就是說,Eve不需要知道確切的量子通信內容,只要她保持竊聽,她就能確保Alice和Bob之間無法通信。這也是為啥量子通信或更狹義的量子密鑰分發(fā)始終不是信息安全界研究的主流方向,我們寧可多花點時間去折騰現(xiàn)實世界里互聯(lián)網(wǎng)和電腦系統(tǒng)的安全性,用傳統(tǒng)密鑰分發(fā)方式解決問題,也不太愿意投入很多去跟不太關注現(xiàn)實世界通信安全的物理學家玩兒QKD。
首先看看中微子和量子的定義:中微子又叫微中子,是輕子的一種,是組成自然界的最基本的粒子之一,中微子不帶電,質量非常輕,有的小于電子的百萬分之一,以接近光速運動。中微子,由于其個頭小、不帶電,故可自由穿過地球,與其他物質的相互作用十分微弱,號稱宇宙間的\
3、量子通信和中微子通信,哪個前景更好?哪個更值得期待?