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掃描二維碼訪問中評網移動版 全球首顆量子衛星:邁向“絕對安全”的大門 掃描二維碼訪問中評社微信
http://www.CRNTT.com   2016-08-16 11:09:51


 
  (2)量子通信

  ——目前唯一已知的無條件安全通信

  當前,被認為最安全的信息傳遞方式是光纖通訊。光纜能把所有的光能限制在光纖裡,外面得不到能量,所以這個傳輸被認為是安全的。但隨著科技發展,只需讓光纜洩露哪怕很少一部分能量,外人就能夠竊聽光纜傳遞的信號。

  潘建偉說,這是因為經典通信的信號只有0和1,發生竊聽時,這兩種信號不會被擾動。

  比如說,當兩人打電話時,他人可通過竊聽器從通信線路中的上千萬個電子中分出一些電子,使其進入另一根線路,從而實現竊聽,而通話者無法察覺。“棱鏡門”等事件的曝光便是最好的例證。

  量子通信則不會出現這個問題。潘建偉說,這是因為其密鑰具有不可複制性和絕對安全性。一旦有人竊取密鑰,整個通信信息就會“自毀”並告知使用者。

  他舉了一個例子:甲、乙二人要進行安全通信,甲發出的光子信息狀態有水平、竪直、45°等,假設有人竊聽——

  第一種方法是將單光子分割成兩部分,讓其中一部分繼續傳送,而對另一部分進行狀態測量獲取密鑰信息。但由於單光子不可分割,因此這是不可能的。

  第二種可能的方法是竊聽者希望截取單光子後,測量其狀態,然後根據測量結果發送一個新光子給接收方。但由於竊聽者不能精確地對光子的狀態進行測量,所以發送給接收方的光子的狀態與其原始狀態會存在偏差。這樣,發送方和接收方可以利用這個偏差來探測到竊聽者對光子的測量擾動,從而檢驗他們之間所建立的密鑰的安全性。

  第三種可能的方法是竊聽者截取單光子後,通過複制單光子的狀態來竊取信息。但按照量子不可克隆原理,未知的量子態不可能被精確複制。

  因此潘建偉認為,根據量子力學原理,無論怎樣,竊聽都可以被發現。一旦被發現,原有密鑰立即作廢。甲就可以把沒有被竊聽的密鑰傳送過去,利用產生的密鑰進行“一次一密”完全隨機的加密。所以,利用量子不可克隆和不可分割的特性可以實現安全量子密鑰分發,實現不可破譯的保密通信。

  換句話說,無論破譯者掌握了多麼先進的竊聽技術、多強大的破譯能力,只要量子力學規律依然成立,由量子通信建立起的秘密就無法被破解。

  這一套說法的問世,也重新點燃了建造“絕對安全”通信系統的希望。潘建偉說,通向“絕對安全通信”這個千百年來人類夢想大道的入口,在量子物理的指引下,又重新顯露在人們視野之中。
 


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