资料图:量子保密通信技术基于量子力学原理,能确保两地之间密匙分配的绝对安全性,从而保证了通信的绝对安全。
伊娃用错误方式接收光子的概率为50%,而鲍勃有50%的可能用正确方式接收这个光子,因此每窃听一个光子,窃听者有25%的可能被发现。这似乎是一次成功的窃听。但往往密钥并非只由一个光子信息组成,当密钥长度增长至72个光子时,伊娃仅有十亿分之一的可能不被发现。这真是应了一句古话:常在河边走,哪有不湿鞋。
1991年,英国科学家埃克特(Artur Ekert)又提出了一套新想法。在这套被称作E91的通信协议中,量子纠缠态被用于传输和保证信息安全。
根据这种被爱因斯坦称作“幽灵般超距作用”的量子行为,两个粒子经过相互作用后似乎就具有了某种“心电感应”:无论距离多远,只要一个粒子的状态发生变化,另一个粒子也会改变状态。这种“心电感应”几乎是在瞬间发生,远远超过光速。
如果爱丽丝和鲍勃各持有这样一个粒子,爱丽丝只要对粒子进行某种操作,这个信息就会瞬间传输到鲍勃处。在E91协议中,爱丽丝和鲍勃先各自随机选取方式对各自的粒子进行测量,然后选取双方使用了相同测量方式得到的结果作为密钥。
而要检测是否有窃听者,爱丽丝和鲍勃只要挑选出他们使用了不同测量方式的粒子,检测它们是否仍然是纠缠粒子对就可以了。如果两个粒子不再具有“心电感应”,那必定有人在传输途中“偷梁换柱”。
E91、BB84及其1992年的变体B92协议是构成了目前应用最广泛的量子保密通信体系。或将它们稍加变化,或互相借鉴,科学家们希望籍此实现最安全、有效、便利的保密通信。
联系客服