¿Se pueden descifrar las comunicaciones cuánticas? ¿Es realmente absolutamente seguro?
Veamos primero el concepto de comunicación cuántica.
La comunicación cuántica es un nuevo método de comunicación que utiliza estados de superposición cuántica y efectos de entrelazamiento para transmitir información. Basado en los tres principios de incertidumbre, colapso de la medición y no clonación de la mecánica cuántica, proporciona una seguridad absoluta que no puede ser escuchada ni descifrada. Hay dos tipos principales: teletransportación cuántica y distribución de claves cuánticas.
Durante el Décimo Plan Quinquenal, la tecnología de la información cuántica, representada por la computación cuántica, la comunicación cuántica y la medición cuántica, se ha convertido en uno de los campos importantes para el desarrollo futuro de la ciencia y la tecnología nacionales. tienen una gama muy amplia de aplicaciones. La importancia de la comunicación cuántica es evidente.
Comunicación cuántica y comunicación clásica
La comunicación cuántica óptica se basa principalmente en la teoría cuántica de estados entrelazados y utiliza la teletransportación (transmisión) cuántica para lograr la transmisión de información. El proceso de comunicación cuántica óptica es el siguiente: preconstruya un par de partículas entrelazadas, coloque las dos partículas en ambos lados de la comunicación, mida conjuntamente las partículas del estado cuántico desconocido y las partículas del remitente (una operación), y luego el receptor Las partículas colapsan (cambian) instantáneamente a un cierto estado que es simétrico al estado de las partículas del remitente después del colapso (cambio), y luego se transmite la información medida conjuntamente. El receptor realiza una transformación unitaria (equivalente a una transformación inversa) en la partícula colapsada en función de la información recibida y puede obtener exactamente el mismo estado cuántico desconocido que el remitente.
En comparación con la comunicación cuántica óptica, la comunicación clásica es incomparable en términos de seguridad y eficiencia. Seguridad: las comunicaciones cuánticas nunca pueden "filtrarse". La clave del cifrado cuántico es aleatoria. Incluso si es interceptado por un ladrón, no se puede obtener la clave correcta y el mensaje no se puede descifrar. En segundo lugar, si el estado cuántico de una partícula cambia, el estado cuántico de la otra partícula también cambia inmediatamente. Según la teoría cuántica, cualquier observación e interferencia macroscópica cambiará inmediatamente el estado cuántico y provocará su colapso, por lo que se ha destruido la información obtenida por el ladrón debido a la interferencia, no la información original. Alta eficiencia, el estado cuántico desconocido transmitido estará en un estado entrelazado antes de ser medido, es decir, representa múltiples estados al mismo tiempo. Por ejemplo, un estado cuántico puede representar dos números: 0 y 1 al mismo tiempo, y 7 de esos estados cuánticos pueden representar 128 estados o 128 números: 0~127. La transmisión de la comunicación cuántica óptica equivale a 128 veces la velocidad de la comunicación clásica. Como puedes imaginar, si el ancho de banda de transmisión es de 64 bits o más, la diferencia en eficiencia será asombrosa.
En pocas palabras, la transmisión de cifrado cuántico significa que cada transmisión de texto cifrado tendrá un "libro de códigos" único utilizado para esta transmisión.
Seguridad de la comunicación cuántica
En principio, la comunicación cuántica es absolutamente segura, lo que está garantizado principalmente por dos teorías: el principio cuántico de no clonación y la cuasi-relación de incertidumbre de Heisenberg. En pocas palabras, se puede entender así. Estamos hablando de comunicación cuántica segura, no de comunicación de información transmitida a través de tecnología cuántica como se entiende intuitivamente. Por ejemplo, cuando A y B se comunican entre sí, las claves se generan a través de diferentes estados cuánticos. Si quisieras robarlas, seguramente medirías el estado cuántico de la clave. Cuando midas, definitivamente cambiarás el estado cuántico, permitiendo que el extremo receptor lo descubra y descarte el cuanto. . . Entonces no puedes descifrarlo porque, en principio, no puedes obtener la clave. Pero todo esto es en principio, y pocas personas atacan las comunicaciones cuánticas en situaciones de demostración.