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近來不時出現(xiàn)的有關量子技術的產(chǎn)品或?qū)嶒?，比如量子加密，量子糾纏、量子通訊等，讓人精神振奮，特別是中國電信近來推出的量子通話，更是讓人覺得量子技術就真的來到了身邊了，但據(jù)媒體報道，中國電信的量子通話，其核心只是利用了量子的特性來給通話加密，跟我們看的《流浪地球》中的質(zhì)子通話或量子糾纏沒啥關系。哪到底什么是量子呢？本文就跟大家分享下有關量子的一些概念吧。
量子是什么？
查找一下量子出現(xiàn)的歷史，量子最早是被一個叫普朗克的德國物理學家在1900年提出來的，后來經(jīng)過愛因斯坦等許多科學家的努力，最終形成了量子科學體系。而我們都知道，構(gòu)成物質(zhì)的最小單元是基本粒子，包括了原子、原子核、質(zhì)子、夸克（quark）和電子、光子等，但是并不包括量子，其實量子只是質(zhì)量、體積、能量等各種物理量的最小單元，它只是計算能量的最小單位。為什么說量子通信可以提升信息安全，讓信息泄密基本不存在？先來了解下信息安全的三要素，一是用加密算法進行身份認證；二是傳輸加密；三是用加密算法對傳輸?shù)膬?nèi)容時行 數(shù)字認證，以確保傳輸?shù)膬?nèi)容不會被篡改。就當前來說，通用的信息安全，只是建立在加密算法或加密技術的基礎之上，而通信密碼系統(tǒng)只是依賴于數(shù)學的復雜度理論。但是量子通信，其安全性與經(jīng)典的通信密碼系統(tǒng)一同，它主要依賴于量子力學屬性，比如電子糾纏、量子不可測量和量子不可克隆等，在原理上是能提供一種不能破解，不能竊聽的安全的信息傳輸方式。當前，量子保密通信主要有兩種：一是量子密鑰分發(fā)，二是量子隱形傳態(tài)。量子密鑰分發(fā)是目前廣泛研究的量子通信方式，是最有可能率先投入商用的技術，而量子隱形傳態(tài)則是最引人注目的研究方向。下面解釋下量子密鑰吧，它是利用了量子力學的基本特征來保證密鑰安全，如果有人竊聽，密鑰的狀態(tài)就會產(chǎn)生改變，如原定的是0+1狀態(tài)，變成了1+0，從而引入噪聲，使密鑰接受的誤碼率會明顯增加，引起信息發(fā)送者的警覺，從而停止密鑰的發(fā)送。因為量子密鑰能及時發(fā)現(xiàn)竊聽者，使信息能做到“一次加一密”因此，量子密鑰是一種絕對安全的加密方式。以光子為例，說下量子密鑰的分發(fā)過程吧。由于光子是一種電磁波，其磁場和電場都是有方向的，也就是光子偏振。我們可以先定下傳輸約定，如光子的水平偏振為0，垂直偏振為1，對光子的偏振狀態(tài)進行編碼，這就形成了量子密鑰，在傳輸過程中，其傳輸?shù)牟皇请姶挪?，而是一個被編碼的，被糾纏過的光子，每個光子有可能是0或1，而這一連串的0和1，就代表了傳送的量子密鑰。結(jié)語說了哪么多，要徹底理解量子加密，還是需更進一步學習的，只是我們要理解的是，宏觀世界跟微觀世界是不一樣的，在宏觀世界里，物體是靜止就是靜止的，是運動就是運動的，而在微觀世界里，各種粒子是不可測量的，也就是說這個粒子現(xiàn)在是出現(xiàn)在這里，又有可能出現(xiàn)在另一地方。就拿光線來說，既可看成光波，又可看成光子（粒子），這也就是愛因斯坦所說的“波粒二重性”。
