哪些是信息?
信息的一个比较被认可的定义是1948年物理家香农在论文中提出的:信息是拿来去除随机不定性的东西。
例如,袋子里有一个硬币量子纠缠 通讯,它可以是正面向上,也可以是背面向下,在打开前我们是不确定的。
之后我们打开袋子,我们耳朵听到的袋子硬币反射下来的光就是一个信息,由于它可以让我们去除正背面的不确定性,让我们得到一个确定的结果。
通信最重要的要素就是信息,所以假如这个过程中没有涉及到信息的传递,这么就不能称为通信。
而我们晓得,信息传递的介质,光,声音,引力波等等都是以大于等于光速的速率传播的,这就是为何说信息传递的速率要高于光速了。
哪些是量子纠缠?
如果说一个袋子里有两个硬币,而这两个硬币的状态是随机的,这么在打开袋子前,袋子上面就有如图的四种可能。
一个电子类似于硬币,也是有两种状态,上旋和下旋。
一个袋子里有两个电子,这两个电子的状态也是随机的,这么在打开袋子观察前,袋子里的电子也是有如图的四种可能。
然而电子特殊的一点是,当两个电子靠的足够接近的时侯,它们两个就可能发生一种变化,它们会释放出一个光子,同时两个电子步入了一个纠缠状态。此时两个电子就不是有四种可能,而是弄成如图的只有这两种可能了,就是说两个电子的状态一定是相反的。
当我们把两个电子分开,放在两个很远很远的地方,这两个电子的这些关系仍然会存在,当我们检测其中的一个电子,发觉它例如是上旋的时侯,这么我们立即晓得,遥远另一个地方的那种电子一定是下旋的。
这儿要注意一点,宏观世界里,在观察前袋子里的硬币是早已有了一个客观存在的状态的(例如是正面),但是对于微观的电子来讲,在检测前它是没有一个客观存在的状态的,它是处于上旋和下旋的叠加状态中,检测的过程才赋于了它一个确定的状态。
一旦进行检测以后,两个电子的纠缠态才会被打破了,弄成了完全独立的两个电子了。
这就是量子纠缠,除了是电子,光子,中子等等其他的粒子也同样可以有量子纠缠的现象。
量子纠缠并不能用作超光速信息传递,是由于,无论我们对A电子作何种操作,B电子附近的人都是难以晓得的,她们不晓得我们是否对A进行了检测,也难以晓得我们对A进行的任何其他操作。无论我们对A做了哪些,B处的人对B检测的时侯都是有一半机率是上旋,一半机率是下旋。这个过程中没有任何信息可以通过两个电子之间进行传递。
那哪些是量子通信?
量子通信,更严格的讲应当称作量子加密通信,这样尊称的话就没有这么多的歧义了。
在通信的时侯,我们为了让信息保密,不被他人晓得,经常会对信息进行加密。
有一个秘钥,是只有A和B晓得的,借助这个秘钥,A把信息进行处理加密弄成一段密文,这样即使其他人截取了密文也不能晓得A想传递的信息是哪些。而B收到信息然后,借助手上的秘钥把密文揭秘,就又得到了明文,晓得A想传递的信息是哪些。
但是精典的加密通信,特别可能被破解,敌方可能通过破解或其他途径得悉大家秘钥,这样就可以随便监听大家想传递的信息。
而量子加密通信,理论上可以做到让敌方永远没法破解大家的通信。
量子加密通信有两条传输通道,一条传递纠缠粒子对(一般是纠缠光子),一条借助电磁波传输精典的信息。
第一步,A和B首先对依次收到到纠缠光子对进行处理,通过一组随机生成的偏振光片。看是否能通过得到一组数据。
第二步,A和B相互把自己所用的偏振光片组通过精典信息途径传递传递给对方,这样偏振光片不相同的这些数据就被放弃,A和B就得到了一组完全相同的,只有她们自己晓得的秘钥。
第三步,B将所得到秘钥的一部分发给A,A测量假如和自己的秘钥相符,这么就证明这个过程中没有其他人在窃听量子纠缠 通讯,两侧的数据是有效的。(这一步前面会解释。)
第四步,A将想传递的信息通过秘钥加密成密文,通过精典途径传递给B,B用密文揭秘得到明文。