量子通信到底是什么原理(量子通信技术出现后会有什么后果)
密码打不开怎么办?我们现有的技术真的能瞬移吗?(第二部分)3354量子通信
去年8月16日,我国发射了墨子号量子科学实验卫星,这标志着我国空间科学研究又迈出了重要一步。
在之前的新闻频道中,使用了一个动画来模拟视频。一个人扫描生成量子信息,然后利用量子隐形传输技术将扫描的量子信息还原到另一个地方的原物身上,实现两地人物的隐形传态,就像电影《星际迷航》中的空间传输技术一样。
传输人体视频演示图片
那么我们现在的理论和技术真的支持心灵传输这种神奇的功能吗?马鞭
我们已经了解了量子纠缠的前世。今天白癜风网小编我们就来详细讲解一下量子纠缠带来的革命性技术3354量子通信!而回答问题,我们会尽量不涉及深奥的数学推理过程。
了解了之一部分之后,我们先来分解一下量子纠缠的三个关键概念。
1.量子纠缠本身无法传递有效信息,关键词是“本身”。
2.量子纠缠是瞬间的,理论上不需要传播时间。
3.量子纠缠需要介质吗?这个不好说,现在还在争论(注意空间本身就是一种介质,这个问题涉及到黑洞信息的悖论。这里就不赘述了,但作为量子纠缠的本质需要顺便提一下,不过和我们这里说的问题无关)。
好了,我前面说了量子纠缠是用来传递信息的,但我没有用“本身”这个词。这不是文字游戏,因为两者有本质区别。量子纠缠本身不能传递有效信息,我们可以利用量子纠缠间接传递有效信息。,我们也需要量子纠缠来付出代价,这就是“瞬间性”的牺牲。是的,我们会回到相对论的速度极限。(唉.相对论真的是“讨厌”。你觉得是外星人对人类的科技枷锁吗?)
我们不必沮丧,因为我们将从量子纠缠中获得巨大的回报。——这种信息传递方式会保证我们的信息传递按照物理定律是无法破译的。无论你用多么高明的手段,多么强大的算法,多么强大的计算机,甚至是量子计算机,都无法破译这种传输方式所承载的信息。
现在,我们来看看量子纠缠是如何保证这种安全性的!我们如何利用量子纠缠传输信息?
由于传统加密信息的传输涉及密钥、公钥、明文等复杂的概念和算法。我们将抛弃这些东西,用一个信封密码箱的类比来解释。
让我们设定这样一个场景
你的朋友叫安妮,她和你坐在隔壁教室。你需要和安妮交换信息。另一个叫易卿的坏人,易卿会想尽一切办法拦截你们之间的通讯信息。一旦伊晴得到信息,你和安妮之间的沟通就会失败。
你和安妮(1)
你能做什么不让一清截取信息?
1.,你可以通过大声喊叫和安妮交流,相当于传统信息不加密的情况,易卿听到了就不行了。
你和安妮(2)
2.你可以写一封信,让别人带给安妮,一清会攻击送信人(因为一清是个坏人,什么事都干得出来)。信可能还是会落到一清手里,相当于传统的对称加密系统被暴力破解,不起作用。
你和安妮(3)
3.你和安妮可以事先约定好准备一个密码箱,然后每人一把钥匙。这个密钥有一个特点,就是任何一个密钥都可以加密密码盒,加密之后,只有另一个密钥可以解密。然后,你把信写好,放在密码箱里,加密,叫人拿去给安妮,这样就算伊晴截获了密码箱,也打不开。相对安全,但真的安全吗?
你和安妮(4)
/p>要知道伊晴可以动用一切手段去破解密码箱,你和安妮的钥匙可以开启密码箱,说明密码箱本身携带了可以识别钥匙的信息,虽然这个信息隐藏很深,肯定存在于密码箱体制内,而伊晴可以截获密码箱,那么依晴就可以动用所有手段,比如红外线扫描,X射线扫描等等破解密码箱,甚至暴力破坏密码箱,破解信息只是时间问题。这相当于如今RSA公钥系统使用的非对称密码体制的情况,破译者虽然没有密钥,公钥和明文肯定包含密钥信息,因为密钥是确定的,所以根据公钥和明文理论上是绝对可以推算出密钥的,破解信息只是时间问题,只是在一定时间内相对安全。
现在,量子纠缠可以发挥作用啦!你和安妮事先准备了一组处于量子纠缠的量子对,这组量子对不携带任何有效信息,但只有你们两人拥有,因为是你们事先准备好的。现在你要给安妮传递信息了,你和安妮各自打开自己的量子对,然后都得到一组随机信息,因为量子纠缠传递的信息是随机的,因为处于量子纠缠,所以你们两个得到的信息总是相反的,比如你得到10100110 11,那么安妮必定得到0101100100,伊晴却没有量子对的信息,因为量子纠缠过程伊晴是无法干涉的。
那么你和安妮手中,都有了一组伊晴没有的信息,这组信息就可以充当随机密钥,这时候,你和安妮之间的通信,只需要经过这组随机密钥进行加密后,就可以用任何方式传递给安妮,你大声喊话都行,因为你喊的话是经过随机密钥加密的,伊晴听到了也没有用,有效信息经过随机密钥加密得到的信息,肯定也是随机的,只有通过你和安妮都有的随机密钥,才能解密其中信息,这就是量子通信的原理。
你和安妮(四)
传统通信和量子通信的关键区别就是传统信息的密钥是确定的,加密信息和公钥包含了密钥信息,就给窃听者留下破译漏洞;而量子通信的密钥是随机的,对破译者来说加密信息就是一段随机代码,没有任何可破解信息的价值,加上量子力学中,还有重要的量子不可克隆原理,从物理原理上,保证了量子通信的绝对安全。
安妮和你之间的通讯,无论相距多远,量子纠缠的速度都是瞬时的,虽然你和安妮手中的密钥是相关联的,量子纠缠使双方的到的信息组合是随机的,是不能传送有效信息的,只能作为你们两个都知道随机密钥。
量子密钥
我们还是离不开传统通信,因为只得到随机密钥是没有用的,需要用传统信息去传递加密后的信息(也可以说用传统信息去解密随机密钥的信息,两个说法是等价的),那有效信息的传递速度,其实又回到了传统通信,也就被相对论的光速限制,只有得到用量子随机密钥加密后的传统信息,再用密钥去解密该传统信息,你和安妮的通信才算完成,但此时传统通信对窃听者来说没有任何价值,所以这种通信方式是绝对安全的。
实际的量子通信,涉及量子密钥的生成,量子密钥的分发,量子密钥的保存,量子密钥的纠错等等更为复杂;以上例子,只是通俗地讲明了量子通信的原理,量子力学中,还有深奥的量子隐形态传输等等,在这我就不做过多介绍,有兴趣的读者可以去自行了解更多量子力学的知识。
,回到我们问题——我们现有的科技,真的可以实现瞬移吗?
假设你看了我上下两篇文章,应该对量子纠缠和量子通信有了一定了解,某电视台演示的瞬移和量子纠缠有关系???——有半毛钱关系!!!
好啦!以上就介绍到这里,由于本人水平有限,对于深奥的量子力学的理解,可能会存在某些问题,如果有心的读者能够指出来,我们是很开心的!,你也可以关注我们,给我们留言。
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