圖:在安徽合肥中國科學技術大學國家實驗室,中小學生正在參觀量子通信感受科創魅力/資料圖片
量子通信,是由量子態攜帶信息的通信方式。正由於量子通信利用光子等基本粒子,其所傳輸的不再是經典信息,而是量子態攜帶的量子信息,從實現保密通信過程。 目前主流的有線通信主要有兩類介質,就是電纜和光纖。然而,電纜通信和光纖通信存在兩個問題:竊聽手段簡單,竊聽者無法被察覺。量子通信恰恰利用了物理學的基本原理進行保密。
因為光子具有不可分割性。在單光子發射的情況下,竊聽者不可能將光子切成兩半,拿走一半獲得密鑰,一半傳輸給接收方。因為光子不可能被準確的複製,所以竊聽者無法通過複製光子獲取信息。因為光子無法準確的測量,所以竊聽者無法通過準確測量光子,製備出一個一模一樣的光子。
總而言之,竊聽者無法將一個光子變成一模一樣的兩個光子,或者無法將光子信息讀取出來後將光子再發出去。一個未知的量子態是唯一的,接收者如果接收到了準確的光子,那麼竊聽者就拿不到任何信息。當有人竊聽量子通信的信息時,就必然會對信息的信號產生影響。竊聽者的存在也會被發現,這也是未來量子通信網絡的核心要素。
(記者 盧靜怡)