量子通信本质是激光通讯？量子纠缠态不能测量为何能传输密钥？

量子加密通信在本质上是激光通信？

也许这个引出这个话题的朋友有些误解，当前传统意义上的量子通讯并不能做到直接的量子纠缠通讯，毕竟量子叠加态的波函数会随着测量而坍塌，因而从理论上否决了直接使用量子纠缠通讯的可能！也许这就是很多攻击量子通讯是挂羊头卖狗肉的重要论点！但事实上量子通讯从来都没有标榜过自己是量子纠缠通讯，下面我们就来简单了解下当前如火如荼开展的量子通讯是个嘛玩意！

一、当前流行量子通讯到底是一种什么样的通讯？

很明显量子纠缠无法直接传输信息，因此当前的量子通讯并不是直接的量子纠缠通讯！而是量子密钥+传统通讯的一种混合通讯方式！准确的说在这种通讯中，被分离了的纠缠态光子只担任密钥的传输，而数据传输还是通过传统信道来进行的！

传统通讯方式是密钥和通讯数据走的是同一个通道！而量子加密通讯方式是量子密钥信道和传统信道是分离的，或者至少在传递模式上是分离的！看到这里吃瓜群众有一个疑问了，既然量子纠缠无法传递有效信息，那么它是怎么传递密钥的？毕竟密钥也是信息不可分割的一部分！

这就不得不提一下BB84协议，这是Bennett和Brassard在1984年提出了世界上第一个量子密码协议：BB84协议！在协议中采用的并不是测量纠缠态光子的幽灵般的超距作用，而是利用了一对分离光子的偏振态！在协议中采用的线偏振和圆偏振是共扼态，根据海森堡测不准原理，两个偏振态只会有一个准确！因此假如有第三方窃听者在光路中测量这些光子的偏振态时，那么其纠缠光子的状态就会发生变化，使得发送方和接收方能都能发现有第三个人的存在！并且线偏振态和圆偏振态是非正交的，无法制造一模一样状态的光子来欺骗接收方，海森堡测不准原理和纠缠态光子无法克隆的原理保证了BB84协议的绝对安全性！

二、量子加密通讯使用哪种类型的数据通道？

量子加密通讯并没有规定必须使用哪种数据通道，我们可以使用传统的无线电通讯，或者光纤通讯，或者有线电缆通讯都没有影响，因为量子密钥发放是独立的通道！就像你我手中钥匙已经快递过来了，那把锁是海运还是空运又或者是公路运输有什么关系？

三、量子密钥的加密方式能被破解吗？

从BB84协议方式来看，理论上是不可能破解的！但它的发放机制可能存在漏洞，实际量子密钥分配（QKD）发放模式如下：

理论上的QKD是绝对安全的，但实际的QKD系统与理论模型之间还存在难以消除的偏差，原因是QKD系统采用的四个信号源不可能做到完全一致！因此系统中不可避免的存在边带信号，第三者可以通过分辨四种信号源发出的不同特征获取密钥信息！这是QKD系统理论上存在的漏洞，而最近上海交通大学研究团队则是通过注入种子频率光子取得谐振，进而复制出密钥光子获取密钥！密钥盗取成功率达到了60%以上！当然这些方式并不代表量子密钥不堪一击，首先这种模式必须突入QKD发放核心，相当于给猫去挂上铃铛的过程！其次这并不是量子密钥发放的理论漏洞，而是实际器件偏差所产生，未来随着发放技术的改进和设备偏差的减小，这种窃听方式将会被杜绝！

四、量子加密通讯产业能上市吗？

其实这混淆了科学研究与商业模式两个概念，有规定科学研究不能与商业模式相结合吗？如果有良好的商业应用前景，以良性循环推进与促进科学研究，这不是事半功倍么？难道科学研究真的要和商业行为绝缘？这样的思维只能固步自封，闭门造车！还要将科学封闭在自我陶醉的圈子里吗？这是对科学不负责任，更是对未来不负责任……！

新中国的第一：创新引领 量子通信领跑世界

量子技术被誉为影响人类未来的十大技术之一，成为国际竞争的热点。经过二十年多年研究攻关，我国在量子通信领域，取得了一批世界领先的创新成果。从“墨子”号量子卫星成功发射，到量子京沪干线正式开通，再到最近在国际上首次实现的多维度量子隐形传态，中国在量子通信领域继续领跑世界。

2019年8月15日，国际权威学术期刊《物理评论快报》报道，中国科学家潘建伟研究团队在国际上首次成功实现高维度量子体系的隐形传态。量子隐形传态，是一种全新的通信方式，通俗来讲，就是将甲地的某一粒子的量子信息，在乙地的另一粒子上还原出来，被传输的物体就像是进行了一场“星际穿越”。美国物理学会等发表评论称，这一成果为发展高效量子网络奠定了坚实的科学基础，是量子通信领域的一个里程碑。

中科院院士 中国科学技术大学教授 潘建伟: 我觉得整个量子信息，可以提供一种无条件安全的通信手段。我的梦想就是能够在中国建立一个世界一流的量子光学实验室。那我觉得经过将近十多年的努力吧，我们已经达成了这么一个目标了。

2001年，在中国科学院的支持下，从奥利地学成回国的潘建伟开始在中国科学技术大学组建量子物理与量子信息实验室，并陆续将一批有潜力的学生送到国外深造锻炼，最终成就了世界上著名的量子“梦之队”。

2016年8月16日，世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”成功发射，在国际上率先实现了千公里级星地双向量子纠缠分发、星地高速量子密钥分发和地星量子隐形传态等三大科学目标，使我国在量子通信领域跻身国际领先地位。国际权威学术期刊《自然》评价称，“国际同行们正在努力追赶中国，中国现在显然是卫星量子通信的世界领导者。”

中科院院士 中国科学技术大学教授 潘建伟: 从2003年花了八年时间搞清楚到底能不能做,正式立项是到2011年了.2011年到2016年发射（卫星）,真的可以说是十年磨一剑。在整个路径过程当中是充满了未知，别人觉得是非常疯狂的。

2017年9月29日，世界首条千公里级量子保密通信干线——“京沪干线”正式开通，推动了量子通信在金融、政务等领域的示范应用。利用量子“京沪干线”与“墨子号”量子卫星的天地链路，我国在北京和维也纳之间成功实现了人类历史上第一次洲际量子保密通信。根据计划，我国还将与意大利、俄罗斯、瑞典和南非等国开展洲际量子密钥分发实验。

中国科学技术大学教授 彭承志: 我们希望在五年左右，我们能够突破白天的或者说可以抵御太阳光的这种高轨的量子密钥分发的这种手段。最后可能有高轨的卫星，有低轨的卫星网络，有地面的光纤网络，这样的话你就会看到未来我们天地一体化，真正量子通信、激光通信复合的一个下一代的通信网络，这就是我们未来的一个展望和目标。

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