量子通信的邏輯

邱元陽

今年8月，世界首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”在我國成功發(fā)射，標志著量子保密通信技術已經(jīng)從實驗室走向?qū)嶋H應用。

然而，新聞報道透露的少量信息，還不足以使人們了解量子通信，并且質(zhì)疑的慣性也使人們對這一技術的實際狀態(tài)產(chǎn)生了懷疑。

量子是物理世界里最小的、不可分割的基本個體，因此可以說所有物質(zhì)都是由量子組成的。量子具有非常奇妙的特性：量子疊加和量子糾纏。量子疊加原理使得量子的測量會被感知，是量子保密通信的基本邏輯。光量子通信主要基于量子糾纏理論，使用量子隱形傳態(tài)的方式實現(xiàn)信息傳遞，這是實現(xiàn)量子高速通信的基本邏輯。

一個量子可以有多個可能狀態(tài)的疊加態(tài)，只有在被觀測或測量時，才會隨機地呈現(xiàn)出某種確定的狀態(tài)，但是對量子的測量又會改變被測量量子的狀態(tài)。利用量子疊加原理，就可以實現(xiàn)量子密鑰分發(fā)，一旦有人試圖截獲或測試量子密鑰，就會改變量子狀態(tài)，發(fā)送方可以銷毀密鑰重新分發(fā)。量子不可克隆和不可分割的特性也保證了量子密鑰無法復制，實現(xiàn)了量子保密通信。

這種通信真的是無條件的絕對安全嗎？目前還沒有絕對安全的通信，不管多么保密的技術，最后都可能在人的身上功虧一簣，這是永遠的安全悖論。

兩個量子的相互作用，還可以產(chǎn)生一種糾纏態(tài)，處于糾纏態(tài)的一對量子，不管距離多么遙遠，只要其中一個量子的狀態(tài)發(fā)生變化，另一個量子也會發(fā)生相應的狀態(tài)變化，這就是量子糾纏。……