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主题：关于量子通信的疑惑 -- jent
家园 量子通讯保护的是信道的机密与完整，不是信道的存在 密码学开宗明义第一章，必会提及下面一句话：密码学，保护的是信息的含义，不是信息的存在。这句话套在量子通讯上，就是：量子通讯保护的是信道的机密与完整，不是信道的存在。隐藏信息或信道的存在，只不过相当于把秘密锁在一个木头柜子还是铁柜子里面的区别。密码学追求真正的安全，是无论对方通过何种手段拿到密文，他们都无法解读其中的含义。量子通信与此类似，它追求是无论对方通过何种手段截获信道中传递的信号，他们都无法破坏信道的机密与完整。
家园 早说嘛，是理论上不可被破译，而不是理论上不可被窃听。 中科院院士潘建伟曾指出，信息科学方面存在信息安全的瓶颈：用芯片可能有后门，用光纤可能遭到无感窃听；而随着信息技术的发展，传统的加密技术，可能也会成为一捅就破的窗户纸。但量子保密通信不一样。在量子密钥分发过程中，其每个信息都依靠单个光子传送。它不可分割，不可克隆；一旦通信被窃听，通信双方都能立刻发现。当然，可以争辩说，窃听了，但是不可破译，不就等于白窃听了。
但是，被窃听，与被听懂（窃听后破译），还是在概念上完全不同的两个概念吧。
而且，究竟量子通信技术，不是理论哈，有没有达到工程化的程度，有没有足够的数据来支撑其所宣称的安全性，就开始大规模的上工程，我个人总觉得不太好。
举个例子来说。当年电报，解决的是远距离通信的可行性。
一旦技术上被验证可行，则大规模在全世界推行，哪怕是大清帝国，这样毫无基础的国家也因为电报的技术而发生技术对社会革命的推动。
再举例而言，电视，解决的是远距离再现的可行性。
一旦技术上被验证可行，则大规模在全世界推行，哪怕是山区农村，这样毫无真正需求地方也因为电视的普及而发生技术对个人成长的推动。
量子保密。。。解决的是，保密性。
而且迄今为止，其所宣称的安全性基本上都还是理论上的。当然我相信其理论是对的，在未来也会被验证。
但是，总的来说这是个防卫性质的技术，而不是进攻性质的技术。从理论，从实验室，到技术，再到工程，还是有一步步踏实迈进的必要性的。
总的说来我是偏保守的。我看不出目前大规模进行量子通信的工程化的急迫性，必要性，与。。。可靠性。
家园 量子通信理论上是不可窃听的 它和经典通信不一样，一旦窃听，收发方的状态都会被改变，宏观表现是误码率上升，相应的通信内容会被作废，这就是我说的“机密”。“完整”是攻击方无法完美地插入或删除通信内容。
在东部人民还吃不起茶叶蛋，西部人民还还吃草的今天，机密和完整的信道就已经是整个国民经济的基础了。网上银行、淘宝、电子支付，所有的远程经济活动都是基于一个前提：你的终端和服务器之间有一个相对机密且完整的信道。如果这个信道不是机密的，那么你的所有信息都可以被窃听，别人可以利用复制的信息取得你的所有存款。如果这个信道不是完整的，银行无法判定信息是否由储户发出而不能做出任何决定。现在我们的体系建立在SSL基础之上，而SSL不是“本质安全”的。现在单中国网络经济规模就已经上万亿元，而世界范围内银行间在SWIFT系统上结算的总金额更是远超世界所有国家GDP的总和。信道的机密与完整，是这一切的基础，而现在这一切的基础，却不是可靠的，量子通信，怎么会没有急迫性与必要性?
家园 您知道吗，您说的这一切，都是对的，但是 我一直是那个问题。。。，理论上的，技术上的，工程上的，是有一个递进的关系的。您说的的这一切，都是搞量子通信的科学家们告诉我们的。
我只问一句：我们现有的最高的最极端的窃听技术，究竟能够从我们的各类敌人，对手，竞争方那边获得多少有价值的及时的信息？
这也是一个同样的问题：就算您说的目前的信道不安全。。。请问，有多少实验，试验，验证过同样的信道，用量子通信，比不用量子通信，安全多少倍？
这是个很基本的对比问题，也是技术发展所必须的考量问题。数据，统计，才是真正有意义的东西。
我从不否认量子通信的理论上的安全性。但是我强烈感到不安的是，我们如此地进行技术与工程的推广与应用。
因为事实很简单：从理论，再到技术，再到工程，近几百年年的人类历史无不告诉我们，这中间有太多的技术极限，工程容许范围，近似程度。。。
就如您说的，误码率上升。。。那么，这个区别点在哪里？有多少误码，可以理解为被窃听，被攻击？
而这一切，在目前的量子通信领域来说，我看到的，基本上是中国一家科学家们在大跃进。而这个跃进在技术上与工程上的可靠性，稳定性，和容错性，至少目前，并没有很好地被技术人员与工程人员加以考察。
家园 你这就是为怀疑而怀疑 在一个有监听的量子通信信道上，收发双方仍能随机得到n比特同样的数据的概率：
P-value = 0.75 ^ n
也就说如果收发双发连续获得1024个比特的相同的数据，这段时间内这条线路上还有监听者的概率为10的-128次方
家园 你那个多少倍的问法，非常不专业， 说实话有点呆气！
就像在树林里遇见熊一样，跑得比队友快一点就行了，具体快多少倍有什么关系呢？
公知最大的毛病就是以为自己什么事情都懂一点，都可以说得上话，实际上根本就不是那么回事，很多事情看起来简单，但是背后的原理并不简单。量子通信主要是用来做密钥分发，一旦受破坏，必然就丢弃了，这样就没有实际的损失。要理解这些内容，你要有一些保密通信的常识！不要学那些公知，无知还不知收敛。
家园 其实就是个噱头 其实就是个噱头，忽悠的成分很大。强调保密性的时候就提什么单光子，量子不可克隆。实际上工程上采用的BB84量子密钥分发协议，是利用的偏振光检测，不知道和量子态有什么关系。而且所谓的单光子源，也不是严格的只产生一个光子。从通信的观点看，所谓的量子密钥分发，实际上应该被称做量子密钥协商。通信双方事先都不知道将来使用的密钥是什么，是靠BB84协议在交互过程中（包括使用普通信道）双方才确认了密钥。量子信道不能传输任何信息，真正的信息是通过普通信道传输的。所谓不可破译，实际上是建立在密码学的数学原理上的，前提条件是一次一密，一比特一密。也就是一次性密钥的长度要和信息长度等长。而实际中，如果做不到这一点，就不能说是绝对不可破译的。
- 复 其实就是个噱头
家园 不懂就不要乱嚷嚷 1. 单光子源：光有量子性，探测器接受的是一个一个的光子，只是在光强很大的时候它们才在表观上看起来是连续的。当光强较小时，探测器接收的两个光子之间出现间隔，探测器的事件表现出不连续性。当间隔远大于探测器采样频率的倒数时，可以认为每一个事件都是由单一光子触发的。与之对应，可以认为之前光源只发出单一光子。所以足够弱的光源对足够快的探测器而言就是单光子源。
2. 偏振：实际上量子通讯多使用双光子源。当入射的偏振光激发某些晶体时，有小概率产生一对偏振互相垂直的纠缠光子对，而后可以根据其频率和出射方向的不同将纠缠的光子和其他光子分开。量子纠缠并不局限于光子，也不局限于光子的偏振这一量子态。但是这是最容易产生也最容易操作的纠缠对，所以被广泛应用。注意这里偏振就是纠缠的量子态。
3. 量子通信的基本原理是：发送方将待发送的信息与纠缠光子对中的一个光子做一次“运算”，将运算的结果通过经典信道传递给接收方，接收方再利用纠缠光子对中的另一个光子与从经典信道中收到的信息做一个“逆运算”，从而恢复出发送方发送的信息。如果发送的信息是某种量子态，这就是量子通信中的“量子隐态传输”。
4. 如果套用经典的模型来理解这个过程，它很类似于对称加密：发送方将待发送内容与密钥做一次运算，将运算的结果，也就是密文，通过经典信道传递给接收方，接收方再利用相同的密钥与从经典信道中收到的信息做一个逆运算，获得发送的信息。这里纠缠光子对相对于对称加密中的密钥。但是纠缠光子对是不可复制的，一旦有人，无论是接收方还是监听者，对纠缠中的任一光子进行“逆运算”这个操作，纠缠就不复存在。所以纠缠本身相当于一个“阅后即焚”的一次性密钥。
5. 所谓“量子密钥分发”，也不超出上述的量子通信的基本原理。只不过量子通信完毕后有一个通过经典信道进行后验的过程，这和直接通信是等价的。之所以现在工程上集中于量子密钥分发是由于量子通信信道的传输速率暂时无法与成熟的经典信道相比，因此实用中只用量子通信信道传递密钥部分。在密码学中也有大量类似的妥协案列，如SSL只有密钥交换部分使用不对称加密，对话部分使用的是对称加密，因为如果完全使用不对称加密对现有的计算机速度和网速是不可接受的
- 复 其实就是个噱头
家园 :-)
家园 光盯着量子通信肯定不行 这肯定跟整个产业规划有关
就比如你量子通信基建了 是不是养活一大堆量子方面从业人员？ 那量子计算机呢？等的。更何况现在物理学最热的不就是量子方面么？有没有直接提升不重要，前景广大就值得搞
家园 光纤窃听多一些 光纤也不是那么完全可靠，窃听多一些，光纤埋在地下或海底，偷偷的挖个口子耦合出信号来，还是有的。