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请科普:关于“量子保密通信”,我的理解对吗?

已有 6440 次阅读 2016-1-12 11:32 |系统分类:观点评述|关键词:学者| 量子通信, 保密, 破译, 量子卫星

请科普:关于“量子保密通信”,我的理解对吗?

  正说:在分离的两地,爱丽丝(A)和鲍勃(B)需要进行一次涉及个人隐私的保密通讯,愿意为绝对保密付出很高的代价,该怎么办呢?

  量子保密通信专家说:这好办——

   1.在两地之间架设常规无线通信信道,形成命名为boy和girl的两条电传打字机信道;

   2.在两地之间增设一个量子通信卫星C,专司产生“孪生光子对”,并将每一对“孪生光子对”分发给爱丽丝(A)和鲍勃(B);

   3.当爱丽丝(A)接收到一个来自C的“孪生光子对”中一个光子时,立刻检测其状态,当其状态是boy时,爱丽丝(A)就通过电传打字机“boy”向鲍勃(B)发送一个字母;且由于“波包塌缩”,鲍勃(B)接收到来自C的那个“孪生光子对”中的那个对应光子的状态也“塌缩”为“boy”态,鲍勃(B)从“boy”电传终端接收到一个发自爱丽丝(A)发送的字母,舍弃不管来自“girl”电传终端的信息;

  或者,当爱丽丝(A)接收到一个来自C的“孪生光子对”中一个光子时,立刻检测其状态,当其状态是girl时,爱丽丝(A)就通过电传打字机“girl”向鲍勃(B)发送一个字母;且由于“波包塌缩”,鲍勃(B)接收到来自C的那个“孪生光子对”中的那个对应光子的状态也“塌缩”为“girl”态,鲍勃(B)从“girl”电传终端接收到一个发自爱丽丝(A)发送的字母,舍弃不管来自“boy”电传终端的信息;   

   如此继续,爱丽丝(A)和鲍勃(B)之间就可以放心地进行“无法破译”的“保密通信”了。

   4.难道不怕有人截获了爱丽丝(A)和鲍勃(B)之间的所有无线电电传信号,同时又复制了自量子通信卫星C,发往爱丽丝(A)或鲍勃(B)的“孪生光子序列”吗?

   量子通信专家信誓旦旦地说:不怕。根据是——孪生光子序列是“不可克隆(复制)的”!当第三方掳走分发给爱丽丝(A)或鲍勃(B)的两个“孪生光子序列”中任何一个序列时,鲍勃(B)收到的信息就必定是无意义的乱码,因此,鲍勃(B)可以立即通过传统信道通知爱丽丝(A)停止通信,不至于造成泄密。

  ————————以上,是我对“量子保密通信”的正说,不知是否符合“量子保密通信”专家的本意?如若不然,请科普,纠正其中的偏颇之处。


  根据自己对“量子保密通信”的上述理解,希望“量子保密通信专家”澄清以下疑点:

   1.从量子通信卫星C向爱丽丝(A)和鲍勃(B)分发 “孪生光子序列”的路径,并不是“真空”环境,分发两地的“孪生光子序列”中,每一对光子的状态,如何可以确保:一个是boy,另一个一定还是boy,另一个在传送过程中间没有被环境做过变性手术?

   2.假定,分发的孪生光子序列中光子的频率和氦氖激光器产生的激光频率一致;那么,如果让孪生光子序列中某一个序列,横向射入一个处于纵向正常工作状态氦氖激光器的氦氖气体媒质,根据激光器工作原理,我们不是就可以得到多个(恐怕远不止8个)光子横向射出,且这些横向射出的多个次生光子是和横向射入上述氦氖气体媒质状态一致的多个次生的孪生光子了吗?这不是就克隆了横向射入光子的状态,形成了多个次生的孪生光子吗?

  “量子保密通信”专家所谓的“量子态不可克隆”,究竟又是指的什么呢?

   3.如果2.所述那样一种克隆是可以实现的,那么,无论我们怎样理解——量子态不可克隆——这句话的含义,都不能阻挡我们对上述次生的孪生光子序列,进行二次分发,让其中一路照原路前进,另一路抵达破译者,实现不被察觉的监听、破译。对吗?

   4.在我们简化的“量子保密通信系统”中,孪生光子只有两个可以区分的状态:boy态和girl态;如果两个无线电电传信道的信息都被监听者截获了,理论上,也并非不可破译爱丽丝(A)和鲍勃(B)之间的通信内容。谈何,“理论上不可破译”呢?

  ——————以上是我对“量子保密通信”的疑点,望专家科普,解难释疑。

  个人,作为中华人民共和国公民,我目前对“量子保密通信”的态度是:想支持放一个世界领先的“量子通信卫星”,扬我国威;但是,放卫星,不是放炮仗,在专家们科普,至少让我解除了上述疑惑之后,我才敢放心大胆地支持,为专家们世界领先的成果点赞、宣传。否则,我只能鄙视那些“量子保密通信”专家们;为你们感到羞愧难当。



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