中國領先於世界的黑科技通訊技術——量子通訊

通信 信息安全 香蕉 蘋果 科技視聽 2017-03-26

自從中國成功發射世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”開始,在量子通信方面,我們的技術與國際最好水平相當;特別是實用化的量子密鑰分配技術,中國引領了國際水平。在世界範圍內可謂是“獨孤求敗”。

或許有人會問,是不是實現了量子通訊,我們人類就可以像科幻片一樣穿越時空,或者說隔空傳物呢?今天就來說說,量子通訊到底是什麼,量子通訊能帶來什麼樣的變革和為什麼世界上科學技術更加發達的歐美國家那麼重視中國的量子通訊技術。

中國領先於世界的黑科技通訊技術——量子通訊

什麼是量子通訊?

1993年,美國科學家C.H.Bennett提出了量子通信(Quantum Teleportation)的概念。量子通信是由量子態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保密通信過程。自從量子通訊的提出,世界上科學研發實力特別強大的美、日、等歐洲通訊強國都在不斷地想把這一概念變成現實。經過幾十年的發展,這項技術似乎在慢慢地淡化,直到中國成功發射世界上首顆量子通訊衛星“墨子號”後,這一格局正式發生了改變,人類正在實現量子通訊。

中國領先於世界的黑科技通訊技術——量子通訊

量子通信是加密概念,而不是傳輸概念,更不是什麼超光速通信。

中國領先於世界的黑科技通訊技術——量子通訊

舉一個簡單的例子來說明。

假設你有兩個朋友,一個在廣州,一個在北京,你自己則在中間的上海。你們三個人事先說好,你會隨機給這兩個朋友中的一個人寄一個蘋果,另一個人寄一根香蕉。

那麼當你的廣州朋友收到蘋果時,他會瞬間知道你給你的北京朋友送的是香蕉。

在你廣州朋友打開盒子看到蘋果的那一個瞬間,確實是以比光速還要快的速度獲得了關於你北京朋友收到了香蕉的這個信息,但這個“信息”並非實際存在的信息,甚至接收到第一個信號還要依靠傳統的郵寄運輸模式。

當然真正的量子通信要遠比兩個水果複雜得多,但本質完全一樣,量子通信從來不是超光速傳遞信息,而是無論採取何種方式都必須依靠經典通信技術參與,所以更無“顛覆”一說。

量子通信區別於經典通信,實質上是量子的“不可破解性”。比如上個例子中的“蘋果”和“香蕉”,可以看成是兩個糾纏起來了的量子,一個人拿到了其中一個,就可以判斷出另一個。

但如果不知道“蘋果”和“香蕉”的糾纏關係,哪怕截獲了整個蘋果,也猜不出另一方收到的是什麼水果。

在現實應用裡當然沒有兩個水果那麼簡單,“蘋果”會變成一個無窮複雜的量子,那麼能和其對應的“香蕉”,就是另一個無窮複雜的唯一量子,兩個量子就是“糾纏態”,所以量子通信裡量子的用途,最終是保密而不是傳輸。

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量子通訊能帶來什麼樣的變革?

“量子通信最大的優越性就在於保密,只要有消費者認為自己的信息值得高度保密,量子通信就不乏潛在的用戶。目前已經有政府和金融單位在試用量子通信產品”。如果沒有信息安全,所有重要的應用都是無法運行的。假如你有一輛無人駕駛汽車,別人用信號控制一下它怎麼辦?作為迄今唯一被證明理論上無條件安全的量子通信,“它可以覆蓋到所有需要信息安全的地方”。

中國領先於世界的黑科技通訊技術——量子通訊

“量子通訊”的優越性不僅僅體現在人們生活方面,更是在國家信息安全,戰爭信息傳遞等等領域偶具備有舉足輕重的作用,就以目前的科學技術來說,“量子通訊技術”可以說是絕對的安全,目前尚未有可以破解的技術。

中國領先於世界的黑科技通訊技術——量子通訊

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隨著中國量子通信“武合幹線”和城域網建設的啟動,標誌著中國逐漸把這項通訊技術應用到國民生活當中,提高國民的通訊安全,保障國民信息安全,相信不久之後星地一體化的實現,將會推進世界通訊的變革。

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