握住科學鑰匙 打開科學之門

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量子通信“絕對保密”該怎麼理解?

2019-07-05 13:38  來源: 新華網

隨著通信技術的不斷發展,在給人們帶來了極大便利的同時,也存在很多信息安全隱患。越來越多的企業與個人開始關注與自身相關的信息是否安全,以及正常的通信活動是否會出現信息丟失和被竊取的情況。

 

 

我們都知道,現代密碼學所採用的加密通常是利用數學算法的復雜度來增加破譯的困難程度。如果破譯者希望得到信息的內容,就需要先破譯得到“鑰匙”。而超級計算機的出現,再復雜的“鑰匙”都有可能最終被破譯。盡管信息也是加密的,但是這些傳統加密辦法較易被破解。另外,在信息的傳輸過程中,以我們平時打電話為例,信號經過無線網、基站等若幹個節點,任何一點都可能被竊聽,面臨著信息安全威脅。

如今,信息安全不但對國家的國防、金融、政務、商業等領域非常重要,對個人來説也是非常重要的,比如銀行帳戶信息、密碼都是不能泄露的;還有將來的無人駕駛需要遠程控制汽車係統,都要盡可能保證信息安全,以保證車輛行駛的安全。

2016年8月16日,我國成功將世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”發射升空,這一好消息讓量子通信技術瞬間變“網紅”,人們在追捧“高精尖”的同時,也在疑惑該技術與大眾的日常生活有著怎樣的聯係。

量子衛星的發射,讓我們的量子通信成為了可能,使得信息的安全得到了保證。量子技術加密可以利用物理規律來保障信息的唯一性,這種技術是本質性的,是瞬時完成的,在理論上不可破解。在量子信息中,有一條很基本的定理叫作“量子不可克隆定理”,它可以保證量子比特無法被精確復制。在以往的通信方式中,就算寄件人粘好信封,滴蠟蓋上火印,也防不住有人拆開、讀完再復原;而用電磁波傳遞一個秘密時,“音量”再低,也防不住精細的竊聽。最終,可以設法將“音量”調低到如此程度:信息微弱到了極限——量子級別,而處于量子態的粒子具有“自我毀滅”的特性,任何間諜去測量都會破壞它,再小心的讀取都會徹底改變它,而不可能只改變一點點,同時,拷貝也會破壞信息,並讓使用者知曉,也是這一特性讓它很適合做“保密工具”。

因此,“量子通信”就是利用量子比特作為信息載體來傳輸信息的通信技術,可以在確保信息安全、增大信息傳輸容量等方面突破經典信息技術的極限。量子通信有兩種最典型的應用,一種是量子密鑰分發,另一種是量子隱形傳態。量子密鑰分發克服了經典加密技術內在的安全隱患,也是迄今為止唯一被嚴格證明是原理上無條件安全的通信方式。

本作品為“科普中國-科學原理一點通”原創,轉載時務請注明出處。

作者: 周子毅   [責任編輯: 李浩]