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为什么存在量子纠缠(怎么实现量子纠缠)

张世龙2021年12月21日 20:47天道酬勤1380

我国的量子通信已经走在世界的前列。 有人好奇量子通信比传统的电磁波通信强在哪里吗? 量子通信利用的是量子纠缠通信吗?

量子通信这个名字确实有误解。 它的全名是量子加密通信,重点是加密。 量子理论只是帮助加密信息。

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?

量子通信当然不能超过光速。 信息的传递依然依靠电磁波,量子纠缠依然被无数实验所揭示。 不能传达信息

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,仔细听就是绝对安全的加密。 以往的信息无论怎么加密都有被解读的可能性。

量子力学存在各种各样的反常识现象,在测量重叠状态时会产生坍缩效应。 如果用量子力学的理论加密传统信息的话。 那么,偷窃的人要想窥探电磁波信息,首先必须观测信息,利用量子叠加状态崩溃的量子技术,可以保证传统电磁信息传输过程中的绝对安全性!

量子通信最重要的技术节点就在量子密钥分发

实际上,人类通过电磁波传递信息后,面临着被窃听的风险。 如果不加密电磁波信息,窃听很简单,你在空中发送电磁波信号,就像在向世界呐喊一样。 因为收音机的无线电广播信号一般是面向大众的,所以和是否加密无关。 没有间谍组织对电台的信息感兴趣。

电磁波信息用于防卫时,需要重视信息的机密性。 因为这关系到国防安全问题。

近代史上最惨痛的教训是,甲午海战失败后,马关条约签订前,日本间谍破译了清廷加密电报。

马关条约正本

签订马关条约时,清政府有割让土地进行赔偿的底线,这些底线都在加密电报中。 而且,如果这些机密信息在谈判前被日本人解读,日本人的潜力非常充分,我们没有谈判的余地。 去商场买衣服,在谈判之前知道销售员的心理基础,就能以最低的价格买衣服。 这占了很大的便宜。

二战期间,间谍战也是重头戏,但这个时候大家都在使用加密系统,而当时的加密通信还很简陋。 在经典加密技术的历史中,RSA这个公钥体系是极其重要的。 这个密码体系向全世界公开。 其最大的特点是出现较大的合数。 如果能将这个数解读成两个素数就好了。

事实上,只有合数足够大,你才能以现在的电脑速度解读一千年。 但是,这仍然有很大的风险。 如果计算机的处理能力足够的话? 例如在量子计算机中,该加密技术在量子计算机面前不堪一击。

也就是说,现在所有的加密系统在原理上都有可能被解密。 所以,为了安全起见,特别机密的信息不是通过电磁波发送,而是切换到国防地下电缆。 但是,国防电缆的建设成本非常高,有些不得不翻山越河建设。 另外,如果实际发生战争,国内间谍可以随意破坏电缆。 数百公里电缆的维护成本很辛苦。

科学家们也在寻找绝对安全的电磁波加密通信。 当然现在已经找到了。 那是量子密码通信。

量子力学中有很多违背常识的事情,总结起来就是“量子叠加”、“斜坡的测量”、“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。 如果用量子力学的反常识现象加密电磁波信息,理论上是绝对安全的。 除非整个量子力学的基础错了,我想这在现在几乎是不可能的。 如果量子力学基础错了,现在的手机、互联网就不会被发明。

如果根据量子纠缠态对以往的电磁波信息进行加密。 可以将通过耦合的纠缠粒子分发给接收者和发送者。 在电磁波的信息传递过程中信息不会被窃取。

因为只要有窃取行为,它就会观测量子重叠状态,与此同时重叠粒子后坍缩,变成只有粒子性。 发送方和接收方同时知道当前信息被窃听,停止发送信息。

这样,如果传输过程中不发生量子斜坡,则量子密钥传输可以完全确保信息传输过程中的安全性。

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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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