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利用 “受激辐射”破解BB84协议的一种方案: 热度 5 lwg 2019-5-5 15:23; 利用 “受激辐射”破解BB84协议的一种方案何谓“ 受激辐射 ”？《科普中国.科学百科》审定的解释是： “ 受激辐射发出的光子和外来光子的频率、位相、传播方向以及偏振状态全相同。 ”—— 这个被无数激光器工作证明的事实，决定了：但凡有“受激辐射”概念，懂一点激光物理的学者，都不可能接受“未知量子态不可克隆原理”为真。因此，以“未知量子态不可克隆原理”为基础，论证量子保密通信“绝对安全”，犹如将高楼盖在流沙上——是靠不住的。激光器，（英语：Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation）缩写就是“LASER”，又被直译为“光量子放大器”，其所以能够对光量子进行数量扩增（克隆），还因为：技术上，我们能够做到，让一团激光介质中的绝大多数原子都处于“激发态”，从而，理论上，如果激光介质中没有“自发辐射”和“受激吸收”，仅有“受激辐射”，那么，当频率匹配之外来光子从“激发态激光介质”中穿过时，就可以1个扩增为2个，2个扩增为4个，呈几何级数增殖，所增殖的光子，都具有“ 和外来光子的频率、位相、传播方向以及偏振状态全相同 ”的特点。真实的激光介质中，不可能没有“自发辐射”和“受激吸收”，使得，从激光介质中射出的光子，还有源于激光介质中自发辐射产生的光子、以及对自发辐射光子扩增放大而来的光子。对于激光器设计人员而言，“放大自发辐射”（专业术语缩写“ASE”）是一种难以彻底排除的存在，降低了所期望产生之激光的产生效率。但是，这个ASE的存在，有力地证明了：“激发态激光介质”对于其中穿过的光子，只要符合频率要求，都可以扩增放大。因此，如下图所示的装置，可以对图中光子X，实现数量扩增，得到N个X光子，当这个入射的X光子是BB84协议约定光子时，出射的N个X光子，虽然混杂在其它ASE光子中，但是，由于“自发辐射”光子偏振方向是完全随机的，作为BB84协议约定之X光子的偏振方向是4个确定的方向之一，通过对出射光在4个约定偏振方向上的强度比较，不难判定X光子的偏振方向，从而，伊芙根据对X光子偏振方向的检测结果，发送一个同样偏振态的光子给鲍勃，就完全可以实现对爱丽丝、鲍勃间的“量子保密通信”实现不被察觉的侦听。; 5469 次阅读|16 个评论

基于量子纠缠的保密通信确实妙!但并非无懈可击: 热度 7 lwg 2016-3-16 12:50; 基于量子纠缠的保密通信确实妙!但并非无懈可击近期,围绕量子保密通信这个话题,在科学网这个平台上,和徐令予老师、李红雨老师、sisuo先生等进行了严肃认真的研讨，收益良多——使个人对基于量子纠缠的保密通信的技术原理，经历了一个螺旋式上升的过程；在此，对所有抱着探求真理态度、参与思辨、贡献正确或不正确意见，给维纲以启发和帮助的老师们，致以衷心的感谢！经过严肃认真的思辨，我目前的认识是：基于量子纠缠的保密通信确实妙!但并非无懈可击。 1 ）先言基于量子纠缠的保密通信之妙：　　将a-a*，b-b*，……等一系列纠缠光子对分发给需要保密通信的双方爱丽丝（A），和鲍勃（B）；妙处是：分发纠缠光子序列时，连分发者都不需要知道每一对纠缠光子的自旋量子态，仅仅保证——每一对纠缠光子的自旋量子态是一致的！于是，如果技术上不能对单光子之自旋量子态做无损检测，只能做有损检测（吸收了一个光子的能量后，才知道其自旋量子态）；那么，从原理上讲，我们就的确可以接近实现“不可监听、破译”之量子保密通信这个目标！其具体做法是：发送方爱丽丝（A）检测到达之光子序列中每一个光子的自旋量子态（即，a,b,c,d,e，…，共N个光子的自旋量子态，可以得到一个长度为N的0/1序列）；接收方鲍勃（B）检测到达之光子序列中每一个光子的自旋量子态（即，a*,b*,c*,d*,e*，…，共N个光子的自旋量子态，也可以得到一个长度为N的0/1序列）；由于吸收了一个光子的能量后，才知道其自旋量子态，分发纠缠光子对的那个第三方都无法知道上述利用双光子纠缠，被爱丽丝（A）和鲍勃（B）掌握的那个、可以直接作为密钥使用（或者，通过公开信道，由爱丽丝（A）告诉鲍勃（B），将那个长度为N之0/1序列中的某段子序列作为密钥使用）的 0/1序列；接近实现“不可监听、破译”的量子保密通信这个目标。 2 ）再谈上述貌似完美之量子保密通信的漏洞：　　第一个漏洞是：为爱丽丝（A）和鲍勃（B）提供纠缠双光子服务的第三方（C），可以每次制造纠缠的三光子，将其中两个分发给爱丽丝（A）和鲍勃（B），将另一个留给自己；这样，至少第三方（C）可以知道爱丽丝（A）和鲍勃（B）通信的秘密；　　第二个漏洞是：第四方（D），在纠缠光子分发光路上，增设受激辐射装置，利用受激辐射产生的光子和入射光子具有相同自旋量子态的物理规律，复制、扩增出多个和入射光子具有相同自旋量子态的光子；发起对爱丽丝（A）和鲍勃（B）之间基于双光子纠缠之量子保密通信的受激辐射攻击，实现不被察觉的监听、破译。（具体道理是：李维纲 2016-3-16 00:34 @ sisuo ：一对纠缠光子 A,B. 在未测量前，它们都处于左旋 + 右旋的叠加态，也就是既是左旋，也是右旋的叠加态 . 假如您用受激辐射的方法将其中一个（无论 A,B) 复制出光子 C, 那此光子也是处于左旋 + 右旋的叠加态 . 如果您对 C 进行测量，发现它是左旋（或右旋），但 A,B 仍然是左旋 + 右旋的叠加态，就是说，测量 C 对 A,B 没任何影响， A,B 的手证还是个未知数，也就是说， C 的测量结果没任何意义，复制没有任何意义，测量 C 跟测量任何一个毫不相干的其他光子没有任何区别。 ------------------------------------------------------------ 您虽然自称小白，但我感到，白老师其实是高手。多谢赐教。不过复制得到 c ，类似复制得到了 20 只不死不活的猫！当测定 c 的自旋量子态之前，我们虽然不知道其究竟是死是活？但是，我们根据受激辐射规律，却知道其自旋量子态和被复制光子的自旋量子态是一致的（否则，就违反了相关物理定律；好比是，我们确知 21 只猫中有一只是死猫时，其它那些猫，也必定是死猫一样；否则，就是连通器堵住了一样）。对吗？所以，当测知 c 的自旋量子态之后， a ， b 的自旋量子态也必定要塌缩为和 c 一致的状态，才符合已知的量子力学规律。对吗？）虽然，第一个漏洞似乎可以凭借选好值得信赖的第三方来将泄密的实际风险大大降低；但是，仍然难以杜绝敌方侵入正常的纠缠双光子分发光路，将自己制造的纠缠三光子中两个分发给爱丽丝（A）和鲍勃（B），以欺骗的方式，获得通信秘密。第二个漏洞更加致命，恕不赘评。; 3340 次阅读|77 个评论

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