今年关于量子通信的好消息真是多啊,一副战天斗地、赶美超英的景象……
1月,中科大潘建伟院士及其团队“量子通信安全传输创世界纪录”,并随后入选2014年中国十大科技进展新闻;
2月,工行宣布运用量子通信技术实现信息安全传输;
7月,阿里云联合中国科学院在上海成立全新的“中国科学院-阿里巴巴量子计算实验室”
10月,阿里云与中科院联合发布量子加密通信产品,被界评为“对全球量子研究和云计算发展具有里程碑意义”;
11月消息,“中国科学家自主研发的世界首颗“量子科学实验卫星,将于明年6月前发射,这有望使中国先于欧美拥有量子通信覆盖全球的能力”
12月11日,就在昨天,英国物理学会旗下期刊《物理世界》公布2015年度国际物理学领域十大突破,中科大潘建伟院士团队的“多自由度量子隐性传态”的研究成果荣登榜首。
看了这多消息,是不是应该喜大普奔一下呢?
一个基础科学领域的技术能够获得大众如此热情的关注,真是可喜可贺,但是要理解什么事真正的量子通信却不是很容易的事情。
如何通俗的介绍量子通信呢?
在量子力学里,两个粒子在经过短暂时间彼此耦合后,单独搅扰其中任意一个粒子,会不可避免地影响到另外一个粒子的性质,就算他们远隔千山万水也能相爱相杀。
这就是所谓的量子纠缠,像不像传说中的心电感应?
潘建伟院士曾经举过一个例子:"从合肥带到北京一个保险箱,钥匙忘带了。于是我请合肥的同事测量一下钥匙,告诉我;我在北京复制它。”
于是我们忍不住会想起那些科幻大片的场景:
X战警里面红魔鬼的瞬间移动
X战警范爷的技能:撕裂空间
再回想一下玩魔兽里面的回城卷轴
要是量子通信真的可行,那么瞬间传输宏观物体又有什么不可以的呢?科幻片里的桥段似乎马上就要实现了啊。
然而,我们似乎忽略了一个很重要的事实:
这一切的基础:“量子纠缠”,至今无论在理论上还是实践上都还一直在“纠缠”着,几十年来,无数科学家也都在“纠缠”着。
参与“量子纠缠”大撕逼的科学家有爱因斯坦、薛定谔、波尔等等,前两位是反对派,波尔是支持派。(但令人费解的是反对派爱因斯坦和薛定谔恰恰是量子纠缠的提出者,太尼玛纠结了)
在过去的50年里,人们提出了不计其数的实验方案,但时至今日,还是不能盖棺定论。
夸张的说一句,没人真正懂“量子纠缠”/量子物理,因为还没个形成共识的标准……
既然如此,还咋谈量子通信呢?皮之不存毛将焉附啊!
前文所说的量子通信算啥?
量子其实它根本就不是“通信”。目前所谓的量子通信系统,按所传输的信息是经典还是量子态而分为两类:前者主要用于量子密钥分发,后者则可用于量子隐形传态和量子纠缠的分发。
量子密钥分发是利用量子物理特性(即量子不可克隆原理)实现无条件安全的密钥分发,目前主要是在光纤或者自由空间利用光子的偏振或者相位特性来实现,同时还需要传统互联网信道完成数据传输。量子通讯卫星厉害么这其实只能算是量子加密通信,而非量子通信。
你可能会说,能做到量子加密通信也不错哦,安全性好呀,balabala,但是
目前,由于光纤损耗和探测器的不完美性等因素,以光纤为信道的量子密钥分发距离已接近极限;而由于地球曲率和远距可视等条件的限制,地面间自由空间的量子密钥分发也很难实现突破。
说白了,就是量子加密通信的传输距离很短,能不能商用呢,小黑羊不知道。
再提醒一点,因为这个量子密钥分发的实现要利用光子偏振特性,如果你的Solutions演示方案里面只有工控机,连个偏振光都没有,那就只能算“量子加密算法”,连“量子加密通信”都算不上。
上图是岛国的量子加密通信
前面说的是量子加密,真正的量子通信就是所谓隐形传送,指的是量子纠缠态可以脱离实物的一种“完全”的信息传送, “当测量一个粒子时,另一个与之关联的粒子会瞬时改变状态,无论它们相距多远”。就像科幻大片中的瞬移差不多了。量子通讯卫星厉害么
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要不
只能忍气吞声