重生1999：开启黑科技时代 第1007节 作者：未知 那么为何量子通讯会如此安全？ 事情還得从头說，物质由原子组成，原子能量不是连续变化的，一份一份的来搞，最小的一点点分量就叫做量子。 当我們用量子通讯卫星发送密碼，就得先发偏振光子，代表一個比特1或者0。 由于光是电磁波，具有波粒二象性，使得光可以细分为光子，同时又很不稳定，可以朝着不特定的方向偏振，此时我們就得事先规定偏振角度，比如朝着零角度偏振的代表0，朝着90度方向偏振的代表比特1。 然后接受装置就只能允许零角度和90度的偏振光子通過，甚至接收装置都要提前設置好固定的角度，比如45度，這样才能顺利的接收到正确的比特，其他角度不对的偏振光子都被過滤了。 但是如果零角度的光子想从0比特的口子和1比特的口子過去怎么办？ 那就得掷骰子呗，這就是所谓的“上帝掷骰子”。 這样一来，通讯卫星发出的光子和接收器摆放的方向一致时候，收到的比特才是对的，有意思的是，接收器的摆放角度也是随机的。每次就得讨论摆放角度的問題 两個都是随机的话，就会产生很多不成功传输的比特，删掉不成功的比特，剩下的就是這一回发送的随机密碼。 由于一次只发送一個光子，要是被人窃听了，就意味着被拦截看了信息，那么接收方肯定就能知道，因为前面說過了。 量子裡面不可能有完全复制這個概念，想拦下来之后再给個原来一样的光子信息是不可能的，這就是“量子不可克隆定理”和测不准原理在起作用，真正做到了一次一密。 随机产生，不能窃听，不能被破解，量子通讯的安全度自然就高了，目前量子通信传播密碼的套路叫做bb84协议。 目前来看，人类手头上的量子分配不做通讯，只分配密钥！只分配密钥！ 量子密钥分配不能主动防护窃听，只能被动探测人家是否窃听自己。 窃听的探测依旧是按照测不准和不可克隆原理，這就是人类眼下的现状。 目前的量子密钥還是依赖常规通信，无法超光速，那种超光速的量子纠缠還只是一個幻想，不打开盒子就知道猫是死是活還做不到！量子隐形传输太過魔幻了，完美的量子纠缠应用应该是无法达到的。 目前商业化的還是量子密钥，实验室状态下的量子密钥分配最远距离是260到300千米，远程量子通信的实现依赖中继站，中继分为量子中继和可信中继，后者目前已经产业化，原理就是a传信息给b，b再传给c，中途密钥落地，有一定的风险。 而量子中继是不落地的，以量子纠缠分发技术在相邻站点之间建立共享纠缠对，用量子存储技术储存纠缠对，再用远距离自由空间传输技术实现量子纠缠转换，保真度极高。 眼下最好的量子态隐形传输原理性实验的最长距离是143公裡，前提是西班牙加那利群岛的环境良好。看起来比夏国首都16公裡和qh省的97公裡大气内传输要好不少。 但是西班牙這次实验太多疑点，怎么看就怎么像是赌气打破夏国记录的一场骗局。 想要达到更远的距离，就得规避大气干擾光子脆弱的量子状态，得用卫星来分发光子，太空的几千公裡换算到地面也就8公裡左右，走向太空势在必行。 夏国的成果最强，也仅仅是实现了实现六光子纠缠、八光子纠缠和十比特超纠缠，即便在地面上实现了百公裡传输，也只是理论上在太空能传输1000公裡，距离商业化還远着呢。 系统给了指南，但目前的制造水平還是有所欠缺，提升并不能一步到位。 陈潇一点都不贪心，他决定先从中继站下手，把可信中继变为量子中继，然后再慢慢从量子密钥搞成量子态隐形传输，虽然绝对达不到百分百，可是這玩意的可靠性是真的强，只要接近完美量子纠缠，很多东西就可以省略了。 思路不是沒有，只需要把原物信息分成经典信息和量子信息两部份，经過各自的通道传送给接收者。 收到之后就可以复制了，值得注意的是，经典信息是发送者对原物质进行某种测量而获得的，量子信息是发送者在测量中未提取的其余信息。 该過程中传送的仅仅是原物质的量子态，而不是原物本身。 发送者甚至可以对這個量子态一无所知，而接收者是将别的粒子处于原物质的量子态上。 在這個方案中，纠缠态的非定域性起着极其重要的作用。 陈潇并不是要一步到位直接传送物品，只是搞通讯，不用這么完美，难度自然就降低了不少。 到了那时候，基于量子纠缠的通讯才是真正意义上的量子通讯，现在只能叫做量子加密手段通讯，根本不是一個概念。 倘若量子通讯真的建设完成，就不在担心信号問題，设备搭载量子通讯芯片，只需要通過量子纠缠原理，看這边的量子状态，就能明白对方传递的信息。 实验交给长天科技自然科学院来设计主持，之前就一直有所涉及。 为了保险起见，陈潇還是邀請了夏国科学院的相关的大佬過来探讨，其中就有潘伟，陆阳两個顶级专家。 說实话，他们的团队非常强大，夏国领先于世界就是他们的功劳，一开始受到邀請的时候，他们心裡還有点不太重视，觉得长天科技怎么可能在這方面有所涉及？ 但是转念一想，长天科技连可控核聚变和可自动进化的生物都搞了出来，未必沒有可能啊，所以還是有些小期待的。 当学术探讨会一开始，潘伟和陆阳就知道自己错了，长天科技的进展跟夏国科学院的差不多。 “你们的距离竟然也突破两百公裡了？” “量子随机发生器已经到达20gbps了？這個已经比我們要领先一点了！可惜還是不能做到真正随机。” “你们也有6光子自旋轨道角动量实验平台？自旋和轨道角动量已经能同时传输了？8光子，10比特超纠缠你们也做试验了。” “你们也是利用冷原子量子存储技术高出了储存和读取功能的量子交换啊！都能玩350米的光纤的长度了！這可是来长程量子通讯钟亟需的量子中继器啊，但是這個距离還是太短了。” 潘伟和陆阳已经沒有一丝丝的轻视了，长天科技闷不吭声的已经做到了這一步，难道长天科技就沒有科研死角的嗎？任何前沿领域都有涉及并且有很高的建树。 几年前，长天科技在完成4g通讯布局的时候，就在实验量子技术，只是因为沒有应用，所以也沒有宣传。 “你们如此坦诚公布，我們大受感动，說实话，我們這边已经沒有什么拿的出手的成果了，惭愧啊！”潘伟实话实說，不如人就是不如人。 长天科技量子项目的负责人是郭灿。 此人年纪与潘伟相仿，都是年少有为之人，他很谦逊的說：“潘院士過奖了。你们有能公布的成果就意味還有更多的东西沒說出来。” “那些都是猜测，都在做实验，還沒成功……” “您千万不要太過自谦，到了這一步，猜想往往比现实的成就更有价值，說不定一個猜想被证实，前面的成果全都不值一提了。邀請诸位過来就是想拿出我們的想法，跟大家一起探讨，互相启发，更早的实现理论上的突破。”郭灿摆摆手。 “那好吧，你们都有什么想法，我們也看看行不行。”陆阳直接得多，他本身就是冲着研究過来的，人情世故压根就不重要。 “……” 郭灿愣了下，随即把研究设想分发了過去。如果潘伟和陆阳都看不懂的话，這個星球上也沒人看得懂了。 郭灿拿到陈潇给的资料那会，整個人都懵了，這些东西自己似懂非懂，老板是从哪裡弄的？ 如果自己看都不完全明白，又如何能转化为更新的成果呢？ 所以他对潘伟和陆阳的到来充满了期待，就像一個人做了一道题沒有把握，正好来了两個水平差不多的人，高低也得给他们看看。 半晌之后，潘伟和陆阳皱着眉头，半天沒說一句话。 “怎么样？您說句话吧。设想的原理和实验方案都沒問題吧？”郭灿忐忑不已。 “我沒完全看懂。”陆阳院士回答得很光棍。 潘伟院士也摇头：“我看得云裡雾裡，总感觉设计的实验也沒問題，如果是我的话，我也会這样设计。最关键的問題是，原理和思路是哪裡来的？跨度有点大啊，但是又好像有道理。” 听到這裡，郭灿悬着的心落地了，原来不是自己沒把握，是大家都沒把握！既然都沒把握，那做起实验来還怕什么？谁都沒有标准答案，那就自己找答案咯。 “原理和思路是偶然间想到的，這個凭直觉的，所以才要找两位院士過来参考。”郭灿沒有說是陈潇给的资料，這些东西的来源基本上都要保密的，陈潇不愿太引人注意。 “有搞头，反正我們也沒什么思路了。”陆阳很坦白，研究到最领先的程度就意味着要自家搭建新的路子，沒有前人做参照。 潘伟也是這個意思，虽然两人研究的细分领域有差别，但是基础都是量子运用，陆阳有难题，他自然也就有难题了。 实验很快就进行了，真的是争分夺秒，只争朝夕。 长天科技的具体实验思路是通過超强激光作为光源，這样的好处就是比弱相关光源要稳定，量子态不容易改变。 缺点就是激光一发射，光子不是一個一個的往外面崩，這样的话就得解决光子搭载信息的問題。 量子通讯安全就安全在一個光子等于一個密碼，這么一堆光子，全部都有信息的话，理论上很容易被截留然后破解。 這样一来，就得保证单個光子足够强大。长天科技要做的就是将捕捉特定的光子，至于光束中的其他光子，就等同于火箭发射时候的燃料，起到推进的作用。 一束光裡面捕捉特定的光子进行加密。接收装置受到激光之后，就会将光束进行多缝干涉，把光子给分出来，然后通過偏振设备，拿到特定的光子。過程复杂，但是都是在光速的情况下做的，這個难度可想而知。 “量子态发生器稳定，持续增强，打开超高压供电装置，保证激光足够强大！” “量子通道搭建中，已经较为稳定，就是距离太短。” “废话，距离不短的话，我們早就实现量子通信了！” “量子测试装置呢？开了嗎？” “开了！” “刻录特定光子信息的设备呢？這個就是密碼啊！” “开了！” “那就开始吧！” 大家非常的紧张，设想成不成虽然得多次做实验，转换频率和偏振角度，但谁都希望一次就行。 第一千零四章 开启上帝之盒 实验开始的那一刻，大家全都屏住呼吸。 然而奇迹沒有发生，接收装置沒有抓住特定的光子，也不知道是加密时候出了問題，還是接受的时候出了問題。 “也可能是量子通道出了問題。”陆阳补了一句，郭灿揉揉太阳穴，脑瓜子嗡嗡的响，這不就等于所有的环节都可能有問題嘛？ 還說要搞什么彻底的隐形传态，现在就提升量子分发密钥的效率都做不到，玩呢？ 经過三天的实验，重复了几万次的实验，也就捕捉到了十次八次特定光子，這种效率让团队都麻了。 這些学霸充分理解了学渣的痛苦，明明都给了技术說明，怎么還是解不出来呢？废话！ 黎曼猜想還有具体的证明步骤呢，能看懂的人有几個？ 基础知识达不到就得一步步驗證。 陈潇是给了技术，問題是一旦涉及到技术上的提升，那就是一個整体知识框架的拓展，现代科学考70分努力就行，90分以上的话，每一分都非常艰难，有时候双倍的努力只能提高0.001分。 而這种跨越，哪怕有系统给的资料，也依然要努力去尝试，這是一個掌握技术的過程，只有這么做，才能让所有的配套跟着赶上来。 “诸位，大家停一停，我觉得這個方法有点不靠谱，我想到了一個办法，也不知道能不能行。” “赶紧說吧，還能比现在更糟糕的？我們连门槛都沒跨過去。” “既然光子发射之后就抓不住，我們可以選擇先把光子关起来，刻录了信息加密之后再释放光子啊。 光子沒有属性，压根就沒办法控制速度，除非是黑洞一般的重力场互相牵扯或许就有可能控制速度，可是我們搞不出来黑洞。” “丢！干脆直接接入光纤不更好？我們還研究個屁！况且，有黑洞的话不就干涉到量子纠缠了嗎？你這博士文凭买的嗎？” “你怎么能骂人呢！要是多重黑洞影响，說不定就能减速再恢复，影响就会平衡回来！不对！我又沒說黑洞的事情。” “浪费時間就想出這個办法？還不是靠光纤？要不要制造部门制造一條只能容纳一個光子通過的光纤给你？” “都别吵了！” 科学研究并不是大家想象的那样总是文质彬彬，谦让有理，急眼了真的直接上手，大家吵来吵去根本想不出一個头，這裡的基础理论要是搞不出来，手机的芯片也就沒法设计和量产，量子团队的压力非常大。 之前大家想的办法是通過激光点对点的进行直接发射，只要激光足够集中，对现实世界的影响足够小。 但其实不是，如果发射的過程中正好有遮挡物出现，那還接收個锤子。