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量子通信原理解释

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birdskyws
发布2019-07-04 10:47:14
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发布2019-07-04 10:47:14
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作者:罗恩齐 链接:https://www.zhihu.com/question/20919153/answer/336816289 来源:知乎

那什么是量子通讯?

量子通讯,更严格的讲应该叫做量子加密通讯,这样称呼的话就没有那么多的歧义了。

在通讯的时候,我们为了让信息保密,不被别人知道,常常会对信息进行加密。

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有一个密钥,是只有A和B知道的,利用这个密钥,A把信息进行处理加密变成一段密文,这样就算其他人截取了密文也不能知道A想传递的信息是什么。而B收到信息之后,利用手上的密钥把密文解密,就又得到了明文,知道A想传递的信息是什么。

可是经典的加密通讯,非常可能被破解,敌人可能通过破解或其他途径得知你们密钥,这样就可以随意窃听你们想传递的信息。

而量子加密通讯,理论上可以做到让敌人永远无法破解你们的通讯。

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量子加密通讯有两条传输通道,一条传递纠缠粒子对(通常是纠缠光子),一条利用电磁波传输经典的信息。

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第一步,A和B首先对依次收到到纠缠光子对进行处理,通过一组随机生成的偏振片。看是否能通过得到一组数据。

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第二步,A和B互相把自己所用的偏振片组通过经典信息途径传递传递给对方,这样偏振片不相同的那些数据就被舍弃,A和B就得到了一组完全相同的,只有他们自己知道的密钥。

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第三步,B将所得到密钥的一部分发给A,A检测如果和自己的密钥相符,那么就证明这个过程中没有其他人在监听,两边的数据是有效的。(这一步后面会解释。)

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第四步,A将想传递的信息通过密钥加密成密文,通过经典途径传递给B,B用密文解密得到明文。

以上就是量子加密通讯的过程。

这里要说明一下。

在经典的通讯中,我是可以截取本来应该发给B 的信息,然后伪造完全相同的信息再发给B,这样A和B就无法发觉有人在监听。

而在量子通讯中,因为粒子的量子状态是无法复制的,一旦有人拦截了本应该发给B 的纠缠光子,他是无法复制出完全相同的一列光子发给B的,那么第三步中,A就会发现B发给自己数据和自己手上的数据不相同,立刻可以发现有人在监听。

所以说,从理论上,量子加密通讯是无法被破解的,可以做到绝对的安全。

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原始发表:2019.07.02 ,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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