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如果量子纠缠成立，实现超光速通信的一种方法: 热度 3 lwg 2016-9-27 10:02; 如果量子纠缠成立，实现超光速通信的一种方法近日，研读施郁老师在科学网上《量子纠缠违反相对论吗？》博文（ http://blog.sciencenet.cn/blog-4395-995465.html ），对主流学者关于“量子纠缠”的观点，又有了进一步的认识，受益匪浅，在此深表感谢。在施郁老师文中，特别明确指出偏振纠缠双光子的“奇怪”之处，的确是令人震撼的！截图如下：偏振纠缠双光子果然具有截图所言奇怪性质，那么，基于王国文老师在博文《弥天大谎：实现量子隐形传输》（ http://blog.sciencenet.cn/blog-212815-335606.html ） 2010-6-15 博主回复王云平老师的下述思想—— yunping ，你好，讨论关键问题很有意思。请考虑，假设 BBO 发出一对纠缠光束，一束水平偏振光发向八达岭的探测器，另一束垂直偏振光发向怀来的探测器。现在，如果在八达岭的探测器前面放一个偏振器，并用 16 赫的马达带动，使这束光的 “ 状态 ” 发生连续变化，现在问，在怀来的探测器上能否或多或少 “ 感应出 ” 32 赫的光强度变化或其它方式的变化？ ——超光速通信是可以轻松实现的！具体做法很简单：将王国文老师所述的 16 赫马达，换成一个双频马达（例如， 13 赫兹， 19 赫兹），约定一个转速代表“ 0 ”，一个转速代表“ 1 ”；那么，无须传统信道帮助，爱丽丝利用八达岭那个带动检偏器转动之马达的转速切换，就可以将极其丰富的信息、以超光速传递给位于怀来、以固定检偏器检测纠缠光子偏振态变化频率的鲍勃。果如此，施郁老师博文刻意想避免的、违反狭义相对论情况就必定出现；陷入违反因果律等一系列极其费解的理论困境。虽然，本文所述、稍加改变的实验，和王国文老师所述的实验一样简单易行，却可以摆脱传统信道束缚、仅仅靠“量子信道”进行超光速保密通信，因此，（可能）具有极其重要实用意义——恭请有关部门组织进行有王国文老师见证的科学实验。; 6462 次阅读|7 个评论

以子之矛，攻子之盾——详解BB84协议的一种破解方法: 热度 4 lwg 2016-9-6 10:54; 以子之矛，攻子之盾——详解 BB84协议的一种破解方法关于BB84协议，徐令予老师博文《量子密钥技术-维护信息安全的忠诚卫士》有精彩陈述。其中，所附量子密钥分配技术工程示意图更是准确反映了BB84协议的精髓（转帖如下）注意图中鲍勃端绿色方块所代表的器件PBS就是前文提及的“偏振分光器”，其基本功能是：可以将两个偏振态彼此正交的线偏振光子截然分开——分发到两个不同的光路，接受图中紫色半月形图标所代表的单光子检测器（Dd）的检测；如果鲍勃用错了检偏器（图中标识为RNG的光路切换开关切换在错误状态），如图中附表第四行所示，检测器以50%的几率响应为0；以50%的几率响应为1；根源就是，相对检测器两个正交光轴，呈45度斜向偏振的单光子，被分发到两个光路的几率各占50%. 最简单的“偏振分光器”（PBS），就是两面平行的玻璃片，当入射光子以“布儒斯特角”投射到玻片上，且光子线偏振方向和入射面（注：指入射光线和玻片法线所决定的平面）平行时，该光子只可能进入透射光路，不可能进入反射光路；当入射光子以“布儒斯特角”投射到玻片上，且光子线偏振方向和入射面（注：指入射光线和玻片法线所决定的平面）垂直时，该光子以很高几率进入反射光路，以很低几率进入透视光路（为了可以截然将偏振方向彼此正交的两个线偏振光子分发到不同的光路，人们采用了让光子连续多次通过多个玻片构成的“玻片堆”这个办法）；当入射光子线偏振方向和入射面呈斜交状态时，入射光子如果只能进入透射光路、或只能进入反射光路，将使BB84协议更容易被破解（对这种情况，没有必要专门讨论）；相对麻烦一点的是，当入射光子线偏振方向和入射面呈斜交状态时，入射光子随机进入两个光路中间的一个（下述破解方案的叙述，就以这相对麻烦的情况为大前提展开）！现结合以下BB84协议通信之破解原理示意图，简述针对该协议的破解方法：如图所示，１处是监听者截获的一个利用偏振态编码的单光子，具有４个可能的偏振态；令其通过２处放置的第一阶十字偏振分光器之后，再通过３、或３’处放置的Ｘ字偏振分光器，对应有４条可能的光路，可能抵达４、５、４’、５’共４个位置之一；如图所示，抵达以上四个位置的光子，都仅有两个可能的偏振态，且两个线偏振方向之间的夹角是45度。对于上述4个光路中的每一个，再接驳一个“45度线偏振分光器”（如下图所示）如图所示，粗线表示两片彼此平行放置的玻片，1处代表一个仅有两个可能线偏振态、且两个可能线偏振态之间斜交为45度的单光子；虚线代表从1出发，可能的光路（入射角等于“布儒斯特角”），虽然，斜向偏振光子，每次都有一定几率被反射，但是，在多次反射后，作为反射光出射、到达图中3位置的单光子，有极大的几率是平行于玻片平面偏振的线偏振光子；无论在图示光路中从何处透射出的光子，都肯定是45度斜角的线偏振光子。据此，我们可以以极高的正确率识别被截获光子的线偏振状态，究竟是4个可能偏振态中的哪一个；进而，可以根据检测结果，给鲍勃发送一个同样偏振态的单光子；实现对基于BB84协议“量子保密通信”不被察觉的监听、破译。附注： 1. 本文在前文基础上，进一步将识别的正确率从85%提高到一个希望达到的任意正确率；这是在和博友 davidli91 的讨论中形成的，博友 davidli91 贡献了极为重要的判断。 2. 关于BB84协议的各种科普介绍文章中，都将编码光子的偏振态简化叙述为4个不同的线偏振态；但是，这是不准确的。准确地说，4个偏振态中，两个是彼此正交的线偏振态；另外两个偏振态，一个是左旋态，一个是右旋态。熟知这个技术细节的学者可能因此对本文方案存疑，这是不必要的。因为，一开始，就可以插入一个很薄的λ/4波片（其光轴和两种线偏振光子偏振方向一致），将左旋、右旋单光子，分别转化为45度、135度线偏振光子而不影响线偏振光子原有的线偏振状态；所以，本文破解方案，以截获的光子具有4个可能的线偏振态之一为背景展开陈述。 3.第一个图中，紫色标注“Rotator”的器件，就是“一个很薄的λ/4波片”。; 15954 次阅读|16 个评论

论BB84协议的一种破解方法: 热度 7 lwg 2016-9-2 13:48; 论BB84协议的一种破解方法据北京大学，信息科学技术学院，黄珏华副教授在科学网博文《墨子卫星揭秘之BB84协议》（http://blog.sciencenet.cn/blog-2893841-998891.html）揭秘，墨子卫星采用的“量子保密通信协议”是BB84协议。现结合以下BB84协议通信之破解原理示意图，简述针对该协议的破解方法：如图所示，１处是监听者截获的一个利用偏振态编码的单光子，具有４个可能的偏振态；令其通过２处放置的第一阶＋字偏振分光器之后，再通过３、或３’处放置的Ｘ字偏振分光器，对应有４条可能的光路，可能抵达４、５、４’、５’共４个位置之一；如图所示，抵达以上四个位置的光子，都仅有两个可能的偏振态，且两个线偏振方向之间的夹角是45度。对于上述4个光路中的每一个，再接驳一个“双折射分光器”，且令双折射材料的快轴、慢轴之角的平分线和上述“两个线偏振方向”间夹角之角的平分线重合；使得，进一步穿过“双折射分光器”的光子，以理论正确率≥cos(22.5)的平方值=0.8535.的精度，使信号光子（根据其偏振方向），被分发到两个不同的光路；进而被总计8个不同的光电检测器检测到（以超过85.35%的正确率，使8个检测器的响应和被截获信号单光子的四个偏振态相对应！）。进而，向鲍勃发送一个偏振态和检测结果一致的单光子信号；就可以对基于BB84协议的“量子保密通信”实现不被察觉的监听、破译。由于在现实条件下，光学介质会因为电场、应力等各种情况而具有各向异性（具有双折射性质），是极其普遍的存在；另外那0.1465的随机误差，和系统自然产生的传输误差是无法分辨的；导致，根据误码率发现监听是不可能的。; 6288 次阅读|37 个评论

白话量子保密通信之双光子纠缠协议及其破解: 热度 2 lwg 2016-6-18 09:35; 白话量子保密通信之双光子纠缠协议及其破解量子保密通信，被吹得神乎其神，号称绝对“不可监听，不可破译”；其工作原理，包裹着一层厚厚的专业术语外套，使得，即使科学网上众多高学历学者，由于“隔行如隔山”，也不辨东西南北——不知道究竟围绕着这个投资巨大的京沪量子保密通信工程和量子卫星工程在科学网上展开的激烈辩论，究竟谁是谁非？自己究竟应该为我国上述两项工程叫好呢，还是应该旗帜鲜明地表示反对？为此，今天就先来为隔行如隔山的朋友，扒下其中一项协议双光子纠缠协议那层厚厚的棉衣，让大家先明白所谓不可监听、不可破译的量子保密通信究竟是怎么回事—— 1. 通信需要一定的信号和约定，例如烽火台燃放狼烟，是一种光信号，事先通信双方已经对此有协议约定——从而可以达成通信； 2. 现代通信采用无线电或光信号，约定和“0，1”对应；则一个“0，1序列”可以传达丰富的通信内容；（以上为通信的ABC） ———————————————————— 3. 双光子纠缠协议，则是利用“一对纠缠光子”——相当于“一双手套”，约定其与“0，1序列”间对应关系，传递密钥信息的——其基本约定如下：爱丽丝（A）每次见到一只左手手套，记一个“0”（见到一只右手手套则记一个“1”）；鲍勃（B）每次见到一只左手手套，记一个“1”（见到一只右手手套则记一个“0”）；第三方（C）盲目将一双双手套拆分、分别发送给爱丽丝（A）和鲍勃（B），这样，爱丽丝（A）和鲍勃（B），就可以记录下一串“0、1序列”，作为双方进一步利用传统信道通信所用的“密钥”。 4. 这个由3表述的、基于双光子纠缠的量子保密通信协议，虽然，涉及到“双光子纠缠”，有点最前沿高科技的味道，其实际意思是什么呢？　　翻译成我们这里的手套语言，就是：C每次分发给A、B的两只手套，保持着一种奇妙的“纠缠关系”——当没有拆封查看时，每只手套都处在“非左非右”的“叠加态”，每当有人拆看其中一只手套状态时，这两只手套，其状态，就立刻“踏缩”为一左、一右这样两个“本征态”——爱丽丝在北京拆看到一只左手手套，那只发送给鲍勃的手套就从“非左非右”的状态，立刻“踏缩”为一只右手手套；从爱丽丝看到左手手套，到另外一只远在万里之外的手套踏缩为一只右手手套，所需的时间间隔为零（是超光速的）！ 5. 不怕中途有人复制发送给鲍勃（B）的那只手套、获取通信密钥吗？量子保密通信的信仰者宣称：不怕！因为，任何人都无法复制一个“非左非右”的手套（“未知量子态是不可克隆的”）！ 6. 可是，就算“未知量子态是不可克隆的”。监听者（E），完全可以检测所截获那只发送给鲍勃（B）手套的状态，然后，给鲍勃发送一只和检测结果一致的左手（或右手）手套啊？ 7. 量子保密通信的信仰者宣称：监听者（E）的检测，会导致“量子态踏缩”，因此，会被爱丽丝和鲍勃发现！ 8. 可是，即便是因为伴随监听者（E）的检测，发生了所谓“量子态踏缩”，这个“踏缩”，也只有监听者（E）知道；爱丽丝（A）收到一个左手手套时，鲍勃（B）一定收到一只右手手套；中间是否发生过“踏缩”？在爱丽丝和鲍勃各自检测前只能是“未知”；各自检测后，凭什么就可以知道中间有人已经做过手脚呢？ 9. 量子纠缠是一种关系特征，仅仅靠检测一个手套的特征，是无法确定纠缠关系是否存在的。当监听者（E），每次都按照检测结果给鲍勃（B）发送左手（或右手）手套时，爱丽丝和鲍勃比对各自检测结果，仍然保留着一左、一右的关系；对于所谓“踏缩”是中途发生的，还是在自己检测时才发生的？是无从区别的。 10. 因此，基于双光子纠缠的量子保密通信，也纯粹是自欺欺人，一厢情愿的事情。; 4460 次阅读|27 个评论

白话量子保密通信之B92协议及其破解（二）: 热度 3 lwg 2016-6-12 09:27; 白话量子保密通信之 B92协议及其破解（二）上文所述“红蚂蚁”、“绿蚂蚁”、“红绿蚂蚁”，分别代表着不同频率的光子（或称“光量子”）。如果我们只能透过滤光镜区分三种光子，那么，纯粹从数学角度说，B92协议堪称完美。可惜，区分不同频率的三种光子，物理上并不是仅仅只有透过滤光镜观察这样一种方法！学过中学物理的人都知道，不同频率的光子，通过三棱镜之后，是会分道扬镳的（折射率不同）！因此，普通透镜会令不同频率的光子通过不同的焦点位置——在不同焦点位置放置探测器，就可以区分不同频率的光子！对于利用不同偏振态编码的光子，穿过类似方解石这样的“双折射材料”时（折射率也不同）！同理可以区分清楚。因此，基于B92，BB84协议的量子保密通信，所谓“理论上绝对可靠，不可监听、不可破译”，纯粹属于自欺欺人、一厢情愿的事情。; 4390 次阅读|73 个评论

请不要看不起民科，欢迎物理学官科来猜谜。: lwg 2016-5-28 08:48; 　　作为一名被姬扬老师评价为“连中学物理都没学好”的民科，我所想到的Ｂ 92破解方案，实在很简单。相信对于姬扬老师一定不费吹灰之力，就可以猜中。作为一个智力游戏，也欢迎其他朋友一起来猜谜。提示：方案属于物理方案，并不复杂；但是，需要对偏振光的性质有一定的认识。可以在此处跟帖陈述谜底。但是，陈述谜底的字数不要超过100个汉字，使具有中学物理毕业水平的孩子也能够听懂。请慎重发布谜底，如果没有猜对，可能有损个人声誉。凡是超过100汉字的揭秘跟帖，一定不是我所说的谜底，我会直接删除，保护跟帖者的声誉；节约关注这个活动进程者的时间。; 3019 次阅读|0 个评论

白话量子保密通信之B92协议及其破解（一）: 热度 5 lwg 2016-5-26 12:23; 白话量子保密通信之 B92协议及其破解（一）量子保密通信，被吹得神乎其神，号称绝对“不可监听，不可破译”；其工作原理，包裹着一层厚厚的专业术语外套，使得，即使科学网上众多高学历学者，由于“隔行如隔山”，也不辨东西南北——不知道究竟围绕着这个投资巨大的京沪量子保密通信工程和量子卫星工程在科学网上展开的激烈辩论，究竟谁是谁非？自己究竟应该为我国上述两项工程叫好呢，还是应该旗帜鲜明地表示反对？为此，今天就先来为隔行如隔山的朋友，扒下其中一项协议B92协议那层厚厚的棉衣，让大家先明白所谓不可监听、不可破译的量子保密通信究竟是怎么回事—— 1. 通信需要一定的信号和约定，例如烽火台燃放狼烟，是一种光信号，事先通信双方已经对此有协议约定——从而可以达成通信； 2. 现代通信采用无线电或光信号，约定和“0，1”对应；则一个“0，1序列”可以传达丰富的通信内容；（以上为通信的ABC） 3. 大家在看立体电影或立体电视，大多使用过红绿眼镜或偏振光眼镜，为了更加直观起见，以下我们用红绿眼镜方案介绍B92协议的内容就是： —————————————————————————— （1）约定用红色代表0，绿色代表1；（2）如果爱丽丝（A）需要给鲍勃（B）发送一份情书，内容需要保密的话，爱丽丝（A）可以根据约定（1）向鲍勃（B）派出一队间距相等、队员分布穿红衣（或绿衣）小蚂蚁队列传递信息；当小蚂蚁队列从鲍勃（B）眼前走过时，只准鲍勃（B）带红色滤光镜（或者绿色滤光镜）的对每个小蚂蚁看一眼，并且，被鲍勃（或其他人）看过一眼的同时，小蚂蚁就会消失；（3）如上所述（1）+（2）方式，通信，当然没有问题；但是，被人中途监听、解密也太容易了——中途监听者始终用红色（或绿色）滤光镜看每一个眼前经过的蚂蚁，看到红蚂蚁记0，随后自己给鲍勃（B）发送一个红蚂蚁；该看到蚂蚁时，没看到蚂蚁（笃定是绿蚂蚁），记1，随后给鲍勃（B）发送一个绿蚂蚁。B92协议当然不会如此弱智！（4）B92协议的精妙之处是：不是派红蚂蚁、绿蚂蚁队列；代之以红蚂蚁、红绿蚂蚁队列！这样，不怕鲍勃（B）误会吗？如果仅仅如此，当然会发生误会，达不到通信之“信”的起码要求了。怎么办？（5）博内特的办法是：给鲍勃配置一个自动喷漆枪，这个自动喷漆枪的特性是——给红蚂蚁喷红绿漆，给红绿蚂蚁喷绿漆；然后，每次鲍勃如果使用过自动喷漆枪，都只用绿色滤光镜观察；观察一个队列后，鲍勃利用传统信道（比如用手机），告诉爱丽丝自己在做那每次致命的观察前，是否用过自动喷枪；爱丽丝告诉鲍勃哪些观察记录是正确的，哪些观察记录是需要舍去的。如此这样，当然，即便爱丽丝仅仅要向鲍勃表达一个“您好”的意思，也十分费劲；但这个特别费劲的“量子信道”，用于爱丽丝和鲍勃之间的“密钥协商”却是可行的；（6）当然，如果爱丽丝和鲍勃能够对通过“密钥协商”获得的密钥，对通过传统信道的内容加密后再传输，并且对密钥，用过一次就丢弃——所谓“一次一密（钥）”，理论上是不可破译（得到数学证明）的。 ———————————————————————— 4. 博内特的如意算盘是：在爱丽丝（A）和鲍勃（B）之间，即便中途有窃听者（E），窃听者无论采用第一种观察方案——不使用自动喷漆枪直接观察；或者采用第二种观察方案——使用自动喷漆枪后用绿色滤光镜观测，由于红绿蚂蚁在窃听者用红色滤光镜观察时，有一定几率被当作红蚂蚁，使用绿色滤光镜观察时，有一定几率被当作绿蚂蚁；这样，窃听者就不可能忠实于爱丽丝所发送的蚂蚁队列，给鲍勃发送相同的蚂蚁队列，在爱丽丝和鲍勃利用传统信道沟通后，很容易判断是否存在窃听者（E），从而，实现不可监听、不可破译的“量子保密通信”。 5. 难道不怕有一种自动喷漆枪，不会杀死原来蚂蚁，看到一个红蚂蚁，就给另一个蚂蚁喷上红色；看到一个红绿蚂蚁，就给另一只蚂蚁喷上红绿色；得到一个复制的蚂蚁队列，等待从传统信道获得鲍勃的观察方案，照鲍勃观察方案观察吗？博内特告诉我们，不用怕——因为那样一种自动喷漆枪是不存在的（量子不可克隆定律保证：天下没有这样的自动喷漆枪）！ 6. 目前，反对量子保密通信工程的学者，反对的理由主要有三种：（1）所谓量子不可克隆定律是虚幻的，受激辐射，就是那一种自动喷漆枪；（2）蚂蚁太弱小了，中途会被小鸟吃掉；就算可以保密，但是，可靠性太差了——特别经不起有意破坏（包括战场对抗，恐怖分子勒索）；（3）无需克隆，窃听者（E）就可以准确测定爱丽丝发送的蚂蚁队列中每个蚂蚁究竟是红蚂蚁，还是红绿蚂蚁；进而，向鲍勃发送和爱丽丝所发蚂蚁队列完全一致的蚂蚁队列。（当本文在科学网阅读量超过10万人之后，我将以《白话量子保密通信之B92协议及其破解（二）》公开发布这个技术方案，如果方案不成立，则自愿给前述耗资巨大的两项量子保密通信工程总共捐款一万元。） ================================= Update: 为了增强娱乐性，个人特为首先猜到第（3）项反对理由中作为谜底技术方案者，颁发100元奖金。猜中方案者，不要在此直接跟帖发布。请将方案写成专利申请文件，向中国专利局申请发明（或实用新型）专利；可以得到一个专利局受理凭证——有申请日、申请号。然后，自己另外在科学网或者其他网站公布自己的受理凭证和方案内容；然后，利用科学网提供的短信平台，通知我辨别。　　提示：方案属于物理方案，并不复杂；但是，需要对偏振光的性质有一定的认识。; 6686 次阅读|28 个评论

基于BB84协议的量子保密通信保不了密——敢赌吗？: 热度 3 lwg 2016-5-12 13:51; 基于BB84协议的量子保密通信保不了密——敢赌吗？ BB84 协议，是第一个关于量子保密通信的正式协议。对基于这个协议的量子保密通信，流行的神话是“不可能对其实施不被察觉的监听破译”；但是，我现在可以负责任地说：BB84协议实际上是保不了密的！其它量子保密通信协议的安全性，因此也是极其可疑的。由于人微言轻，为了切实对自己的话负责，个人愿意为“BB84协议实际上是保不了密的！”这句话附加十万元赌注；欢迎需要继续鼓吹BB84协议理论上绝对安全可靠的学者和我对赌。如果无人敢于和我对赌BB84协议理论上的绝对安全性，那么，恳请—— 如果建设中的京沪量子保密通信工程是基于BB84协议（或者其简化版本B92协议）的重大建设工程，希望可以尽快停下来，避免因为认识错误，给国家和纳税人造成巨大的浪费损失。如果建设中的京沪量子保密通信工程不是基于BB84协议的重大建设工程，也希望从BB84协议实际上保不了密这件事上汲取教训，重新评估京沪量子保密通信工程的保密性到底如何？; 5425 次阅读|26 个评论

无需克隆，就可对BB84协议保密通信实施不被察觉的监听: 热度 1 lwg 2016-4-27 11:47; 无需克隆，就可对 BB84协议保密通信实施不被察觉的监听对基于BB84协议的量子保密通信，徐令予老师的博文，有十分精彩的介绍（http://blog.sciencenet.cn/blog-2761988-961945.html）。根据对这种保密通信协议的研究，长期以来，个人主要从受激辐射可以克隆光子的角度进行了思辨——认为其是可以被不被察觉监听的。进一步思考发现：无需克隆，就可以对徐老师博文所介绍的那种基于BB84协议保密通信实施不被察觉的监听！所涉技术方案，是否适用于对其它协议方式的量子保密通信实施不被察觉的监听呢？由于个人对其它量子保密通信协议的内容缺乏了解，尚难以做出判断。对于所述破解方案的技术原理，请恕保密。; 2716 次阅读|2 个评论

深切吁请共同努力阻断注定劳而无功的量子保密通信工程: 热度 6 lwg 2016-3-25 11:56; 深切吁请共同努力阻断注定劳而无功的量子保密通信工程比起量子保密通信系统在保密性上的问题而言，量子保密通信系统基于单光子工作的这个特点，决定了该系统的脆弱性更加要命！　　特别是寄希望将如此脆弱的系统用于军事通信，不仅仅是浪费钱财，还会因为经不起对抗攻击、贻误军机，付出大量鲜血和生命代价！　　深切吁请所有看懂李红雨老师相关论述和这篇博文的朋友们共同努力阻断注定劳而无功的量子保密通信工程。; 4310 次阅读|52 个评论

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