目前量子保密通信已经步入产业化阶段,开始保护我们的信息安全;“量子隐形传态”是利用量子纠缠来直接传输量子比特,它还处于基础研究阶段,未来将应用于量子计算机之间的直接通信。
表1.量子密钥分配和量子隐形传态的区别1. 量子密钥目前实用化的量子密钥分配是由查理斯。本内特(Charles Bennett)和吉勒。布(Gilles Brassard)在1984年提出的BB84协议。
该协议把密码以密钥的形式分配给信息的收发双方,因此也称作“量子密码”。该协议利用光子的偏振态来传输信息。因为光子有两个偏振方向,而且相互垂直,所以信息的发送者和接收者都可以简单地选取90度的测量方式,即“+”;或45度的测量方式,即“×”,来测量光子。在90度的测量方式中,偏振方向“↑”代表0,偏振方向“→”代表1;在45度的测量方式中,偏振方向“↗”代表0,偏振方向“↘”代表1。
这样选择测量方式的好处是,如果选择“+”来测量偏振态“↗”或“↘”时,会得到50%的几率为“→”,50%的几率为“↑”。同理,如果选择“×”来测量“→”或“↑”时,会得到50%的几率为“↗”,50%的几率为 “↘”。
为了生成一组二进制密钥,发送者首先随机生成一组二进制比特,我们称之为“发送者的密钥比特”。同时发送者对每个“发送者的密码比特”都随机选取一个测量模式(“+”或者“×”),然后把在这个测量模式下,每个“发送者的密码比特”所对应的偏振状态的光子发送给接受者。比如传输一个比特0,选择的测量模式为+,则发送者需要发出一个偏振态为↑的光子。

接收者这边也对接收到的每个比特随机选择“+”或者“×”来测量,会测量出一组0和1。当接收者获得全部测量结果后,他要和发送者之间通过经典信道(如电话,短信,QQ等等)建立联系,互相分享各自用过的测量方式。这时他们只保留相同的测量方式(“+”或者“×”),舍弃不同的测量方式。于是保留下来的测量方式所对应的二进制比特,就是他们最终生成的密码,如表2。
表2.BB84通讯协议通过表2我们可以看出,只有当发送方和接收方所选择的测量方式相同的时候,传输比特才能被保留下来用作密钥。如果存在信息截获者,他也同样要随机地选取“+”或者“×”来测量发送者发送的比特。
例如,发送者选取测量方式“+”,然后发送“→”来代表1。如果截获者选取的也是“+”,他的截获就不会被察觉。但是因为截获者是随机选取的测量方式,他也有50%的概率选择“×”,于是量子力学的测量概率特性使光子的偏振就变为了50%的概率“↗”和50%的概率“↘”。
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稍微有点知识的人是不会相信长蛆的
想问一下