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中国实现人类首次洲际量子通讯,意义何其重大!

更新时间:2023-09-11 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

日前,中国科大学教授白春礼与法国里科大学教授塞林格进行了一次网路视频聊天。按理说,在4G手机满天飞的年代,即使是科学大咖,网聊一个也算不上哪些新闻。并且,此次视频和我们日常的视频聊天有点不一样,由于她们是通过中国“墨子”号量子通讯卫星进行的,是人类首次实现洲际量子保密视频通讯!Xur物理好资源网(原物理ok网)

在5G手机网呼之欲出、未来联通通讯速度有望秒杀WIFI的时代,量子通讯是一个哪些东东?对我们的生活有哪些意义呢?Xur物理好资源网(原物理ok网)

当下,人们对网路最直观的要求是快,这直接关系到我们用网的愉悦体验,例如看视频不卡、秒到心仪的商品等等。虽然,网路还有另外一个隐藏的变量,那就是信息安全。像建行帐号、付款密码这样的东西,我们是绝对不希望被他人看见的。怎么保守这种秘密,就涉及到网路安全问题。这一次中奥科大学教授之间的量子保密视频通讯,用到的就是一种绝对难以破译的终极加密手段——量子秘钥分发。Xur物理好资源网(原物理ok网)

实际上,两位教授之间进行的视频聊天,一直是通过传统的互联网。但视频本身是经过加密的,假如没有算法和秘钥,第二者虽然还能查获视频讯号,也难以揭秘。而才能揭秘这段加密视频的秘钥,是通过中国“墨子”号量子通讯卫星进行分发的。基于量子通讯的特点,“墨子”号分发的秘钥是难以检测、无法复制、无法泄露的。这就从化学层面保证了秘钥的绝对安全。而没有秘钥,两位科学家之间的加密视频便难以破译,因而真正做到了信息的绝对安全。Xur物理好资源网(原物理ok网)

虽然,密码、密钥、算法这三样东西是人类用了几千年的秘密传送信息的方式,现今的量子保密通讯,也基于这个古老的方式。Xur物理好资源网(原物理ok网)

量子通讯原理图_量子通讯的原理_量子通讯原理与应用Xur物理好资源网(原物理ok网)

在唐代亚洲,有一种称作凯撒密码的加密技术,就是把明文里每一个字母根据某一个方向,往前或则向后错动几位,弄成另一个字母。例如A,向后错两位就弄成C。明文上面所有的字母全部以这种推,向后错两位。这其中,“向后错”就是所谓的算法,“两位”就是秘钥。当一篇明文被算法和秘钥一碰,就弄成了谁也读不懂的密码。这些加密称作“对称加密”。Xur物理好资源网(原物理ok网)

接收到密码的一方要想揭秘也很容易,只要他晓得算法“向后错”还有秘钥“两位”,就可反过来一解,明文就下来了。可以看出,采用对称加密手段,秘钥一旦被第三方抓获,密码就完了。为了保证秘钥的绝对安全,有人想出了“一次一密”的加密方式。所谓一次一密,指的是每次通讯使用的秘钥都不同。并且,要做到“一次一密”,在量子通讯技术问世之前是不可能的。Xur物理好资源网(原物理ok网)

由于,“一次一密”的保密通讯,就意味着每次传送密码的同时量子通讯的原理,还须要向两方分发秘钥。而这个秘钥在分发中很容易被监听、复制。只有当秘钥的分发从化学层面彻底避免被监听和复制的可能,“一次一密”才有可能实现。Xur物理好资源网(原物理ok网)

中国“墨子”号卫星量子通讯的原理,干的就是这个事情——量子秘钥分发。Xur物理好资源网(原物理ok网)

“墨子”号卫星,可以从太空向地面上的两端分发由一个个光子组成的量子秘钥。秘钥是被加载到一个个单个的光子里面的。少一个光子,秘钥都不完整。由于量子热学的原理,这种光子一旦被检测都会变,即使被复制也是废的。所以,量子秘钥分发从化学层面保证了秘钥的绝对安全。Xur物理好资源网(原物理ok网)

而将一个个光子精准传送,属于现今世界绝对的黑科技。往年科学家想借助光缆传送,并且发觉光子在光缆中传送不远。又因为进行的是量子通讯,想要像传统光缆通讯那样把讯号复制再放大都会破坏信息。为此,光缆传送最远的距离,就是目前中国沪宁量子通讯网,这早已是世界顶级的技术了。Xur物理好资源网(原物理ok网)

假如想要进行穿越月球的远距离通讯,中国科学家提出“上天”,借助卫星来进行光子的天地传输,由于太空中光子的衰减比较小。并且要确切地把运行在几百上千公里太空中发出的光子,接收到地面站的镜头中去,其精准程度就相当于在太空中的一根针要对准地面上的一根针。倒退六年,是想也不敢想的高科技。并且,中国的“墨子”号卫星干的就是这样极端的事情。Xur物理好资源网(原物理ok网)

但是此次中欧科大学长进行的是视频通话,而不是发邮件,视频的数据量很大。量子保密通讯“一次一密”的另一个原理是秘钥和密码等长。想想看,两位教授聊个十分钟,“墨子”号卫星要传送多么海量的数据。这是以仪器的高度稳定性和可靠性做保证的。Xur物理好资源网(原物理ok网)

此次视频通讯释放的另一层涵义就是,“墨子”号的量子秘钥分发技术完全具备大规模商业性应用的能力。假如才能向太空中发射数十颗“墨子”号,像北斗卫星那样建成一个覆盖全球的量子秘钥天地分发网路的话,量子保密通讯就将不仅仅是科学大咖之间隔空论道的利器,而有望为广大普通百姓在网购、电子交易中保驾护航,各类由于信息被窃而造成的联通网路盗窃、刑事犯罪、治安问题都将不复存在,我们的社会也将愈加和谐。Xur物理好资源网(原物理ok网)

据悉,中国“墨子”号量子保密通讯网路,也有可能成为未来世界量子保密通讯网的标准,这其中的商业利益是无可限量的!Xur物理好资源网(原物理ok网)

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