050-18424508

中学生都能读懂的量子通信2020-08-01 23:21

引子如果你对量子通信十分理解,可以忽视本文?如果对该领域不理解,那么可以通过本文理解量子通信的一些基本知识。笔者也在网上看了很多文章,找到如果是新手显然无从下手去解读量子通信,因为大部人并不是专业领域的人。所以笔者从一个学习者的角度,去辨别和说明量子通信。同时本文尽量减少使用专业术语,用于通俗的语言和例子带上大家理解量子通信!文章完全没复制粘贴,90%以上的文字都是基于自己的解读展开码字,不免有不缜密之处,但不影响新手读者。辩论范围最近仍然炒得很热的就是量子通信,可以参照右图,量子通信就是量子力学和信息科学融合带给的产物。本文我们只辩论量子通信,且重点是量子密码。量子定义何为量子?量子是装载能量的大于单位。就像光就是由无数光量子构成的,比如一速阳光从太阳抵达了地球,传送了多少能量呢,我们就可以数数究竟有多少光量子抵达了地球。光量子无法中分了,早已是大于的装载能量的单位了。为了修改解读,我们把量子比作一个有状态的小球,有什么状态我们待不会再说。

中学生都能读懂的量子通信

抛观点1、常规数据通信,还包括光纤通信,信息有被盗取的风险。2、通过秘钥对信息展开加密和解密的方案,目前虽然是主流。但并不是意味著安全性。3、靠量子纠结无法展开常规安全性数据通信,最少当前技术上无法构建4、量子秘钥发给技术,可以构建意味著的数据安全5、量子秘钥发给,理论上可以借出量子纠结,也可以不必。实际应用于中会中用,量子纠结。6、量子通信的仅次于安全性距离大大提高观点证明一、普通光纤通信的安全性问题光纤通信是目前常规的通信方式,完全所有的通信都要回头光纤。但光纤通信中的所有数据,都可以很更容易的被监听者提供。提供到办法也很非常简单。方法一:通过分离出来光束法,非常简单来说就是把光纤截断,中间接个监听设备。设备只捕捉部分光,其余大部分光都放通,通过这种手段盗取信息。方法二:倾斜耦合光纤的方法。光在光纤中基于全反射的原理,光会泄漏。但只要光纤倾斜股市一定弧度,那么就不会有部分光射出来了,光信号就泄漏了。二、普通秘钥的安全性问题既然,光纤通信中,数据不能能避免被盗取的风险,那么可以引进秘钥对数据加密。即使数据扔了,也是密文。比如荐个例子,发送到方放了要发送到,“itisapig”,他使用了字母向前移动1位的方法,并且将派发告诉他了接受方,所以“itisapig”在发送到时,被加密出了“jujtaqjh”。解密方用于将字母向后移动一位的方法,将加密信息还原成。如下诏,但是这种方案有诸多问题。第一,更容易被知道,在密文中重复经常出现的字母,很更容易被猜出来,进而密码算法和秘钥。比如jujtbqjh中的j经常出现较多,很更容易被裁成i。第二,秘钥如何传送,秘钥的传送也是通过传统信道,某种程度更容易被盗。信息论的创始人香农(ClaudeE.Shannon)证明了一个数学定理:密钥如果符合三个条件,那么通信就是“意味著安全性”的。1)密钥是一串随机的字符串;2)密钥的长度跟明文一样,甚至更长;3)每传输一次密文就替换密钥,即“一次一密”。如下图,为了传送itisapig这8个字母,我的秘钥也是8位的。下次传输其他数据时,还要替换秘钥。香农的定理听得一起样子早已解决问题了保密通信的问题,但只不过没。确实的难题在于,怎么把密钥从一方传授给另一方?业界还有里那个外一种秘钥加密方案,叫RSA非对称加密。这种秘钥方案可以不必传送秘钥,也就回避了秘钥在传送过程中的风险。主要的思想是,接受者传送公钥,自己保有私钥,公钥用作加密,但是公钥无法解密。也就是公钥虽然传输,但是窃密者获得公钥没有办法解密。只不过RSA这种非对称加密,并不是没有办法解密,只是基于当前的计算机算力无法在短时间密码。有兴趣的可以去网上理解下,密码的过程主要难题在于如何是将一个超大的数分开2个素数的积。但是RSA还是有被密码的有可能,特别是在是早已通过实验在量子计算出来领域将密码RSA算法的算力有了指数级的减少。到这里,我们告诉了,我们目前用于的秘钥方案,都不是意味著安全性的。三、靠量子纠结展开安全性通信的不靠谱性我们在想到基于当前技术,是不是一种仅靠秘钥,靠建构一条安全性地下通道,或者说不为人知地下通道让信息安全传输呢?有人之前听过量子的一些基本概念,说道可以靠量子纠结来构建。这是最少见的对量子通信的误会。量子纠结,有人说道是两个量子鬼魅般的超距作用,量子A晃左手,量子B就晃右手,并且是同时再次发生,不不存在传送的时间。由于中间没传输时间和传输介质,有理想的人就明确提出了,这样就可以构建超强光速且不能被监听的安全性通信了。对、这只是幻想,他违反了爱伊斯坦的相对论,信息传送不有可能超强光速。在这里我们还要抛几个观点来佐证为什么量子纠结无法传送发送者的有效地信息1)通过量子纠结(隐态传输),连发送到方都不告诉自己传送了什么信息。2)量子纠结不能在实验室展开,距离应用于还要较远的路要回头3)靠单量子代替现有通信方式,目前也很难转入应用领域为什么量子纠结(隐态传输),连发送到方都不告诉传送了什么信息?啥叫纠结,非常简单来说,就是两个量子如果正处于纠结态,那么他们的状态几乎忽略,不管离多近。但是纠结态还是可以被超越,只要有设备对其中一个量子造成了影响,比如测量操作者。但是如果不测量,发送到方自己都不告诉这个量子正处于什么状态。这样如何传送预设的信息?量子纠结不能在实验室展开,距离应用于还要较远的路要回头由于工程技术现在还约将近应用于级别的量子纠结发给能力,所以距离应用于还较为很远。靠单量子代替现有通信方式,目前也很难转入应用领域不必量子纠结,用于常规量子通信目前也很难应用于,问题主要是通信距离太短,分解量子的成码率太低。四、量子秘钥发给技术,可以构建意味著的数据安全之后抛几个观点1)量子秘钥发给基于“单个量子”和“量子不能测量”两个条件确保安全性2)量子秘钥发给,不用于量子纠结量子秘钥发给基于“单个量子”和“量子不能测量”两个条件确保安全性为了便于大家解读,我们举例说明如上图,假设量子是发送者从高空自由落体的一个球,这个球的状态信息就是行踪时正处于圆盘的角度。

中学生都能读懂的量子通信

下边敲了一些同心圆盘。圆盘在0°、45°、90°和135°的扇面打了孔。如果球的行踪角度正对着孔,那么通过圆盘时,圆盘的主人就不会告诉球就是指哪个孔行踪的。由于小球在认识圆盘A之前,我们无法获知其运动的线路。当小球认识到圆盘A时,不会随机自由选择一个孔穿越A,之后小球不会仍然沿着该直线行踪。比如从A的90°口穿越后,不会仍然穿越B的90°口,状态会转变。球落在C盘以后,如果C盘没90°和0°,那么球就不会随机(50%概率)的从45°或者135°孔穿越C盘行踪。以上在中间设置圆盘的动作,就是测量。只有测量了,才告诉球的运动角度。但是我们不告诉球在认识A盘之前是什么角度下来的,有可能是360°任何一个角度(伸延一下:每个角度都可以作为一个量子比特,所以量子比特相当大)。通过圆盘时,我们只有几个孔,让球从其中一个孔掉下来,这就毁坏了原本的状态。这也叫作量子的不能测量,虽然你测量了,但是你测量的并不准确。