量子通訊從字面的意思看就是量子學(xué)在通訊方面的應(yīng)用。

　　這個話題很復(fù)雜，量子和通訊分開說都得說上一學(xué)期，只能簡單的用不太準(zhǔn)確的比喻來解釋，因為準(zhǔn)確的解釋是需要推演數(shù)學(xué)公示的，現(xiàn)在能看到的科普全都是比較準(zhǔn)確的科普而已，并不能奉為圭臬。

　　量子通訊按照傳輸?shù)男畔⑹墙?jīng)典還是量子分為兩種。

　　前者用于量子密鑰的傳輸，這個還沒有脫離光纖的范圍。

　　后者用于量子隱形傳態(tài)和量子糾纏的分發(fā)。

　　隱形傳送是量子學(xué)最高的追求，簡單說就是把一個東西（信息）百分百的復(fù)制之后傳送到接受地點(diǎn)，這就意味著要選取構(gòu)成原物完全相同的基本單元，完美復(fù)制出跟原物完全一樣的復(fù)制品，但這個絕對不可能，因為量子力學(xué)有不確定性，不允許精確的復(fù)制信息。

　　這種不能完全復(fù)制的特征，俗語就叫做“上帝真的投骰子”，玻爾在這一點(diǎn)上贏了愛因斯坦，絕對的猛人。

　　如果是書面表達(dá)大體上就用貝爾不等式，測不準(zhǔn)原理等來描。

　　然后基于這種特征，量子通訊就應(yīng)運(yùn)而生，目前最主要的就是在安全性方面有極大的提升，至于基于量子糾纏的隱形傳送，也在計劃之中!

　　那么為何量子通訊會如此安全？

　　事情還得從頭說，物質(zhì)由原子組成，原子能量不是連續(xù)變化的，一份一份的來搞，最小的一點(diǎn)點(diǎn)分量就叫做量子。

　　當(dāng)我們用量子通訊衛(wèi)星發(fā)送密碼，就得先發(fā)偏振光子，代表一個比特1或者0.

　　由于光是電磁波，具有波粒二象性，使得光可以細(xì)分為光子，同時又很不穩(wěn)定，可以朝著不特定的方向偏振，此時我們就得事先規(guī)定偏振角度，比如朝著零角度偏振的代表0，朝著90度方向偏振的代表比特1.

　　然后接受裝置就只能允許零角度和90度的偏振光子通過，甚至接收裝置都要提前設(shè)置好固定的角度，比如45度，這樣才能順利的接收到正確的比特，其他角度不對的偏振光子都被過濾了。

　　但是如果零角度的光子想從0比特的口子和1比特的口子過去怎么辦？

　　那就得擲骰子唄，這就是所謂的“上帝擲骰子”。

　　這樣一來，通訊衛(wèi)星發(fā)出的光子和接收器擺放的方向一致時候，收到的比特才是對的，有意思的是，接收器的擺放角度也是隨機(jī)的。每次就得討論擺放角度的問題

　　兩個都是隨機(jī)的話，就會產(chǎn)生很多不成功傳輸?shù)谋忍兀瑒h掉不成功的比特，剩下的就是這一回發(fā)送的隨機(jī)密碼。

　　由于一次只發(fā)送一個光子，要是被人竊聽了，就意味著被攔截看了信息，那么接收方肯定就能知道，因為前面說過了。

　　量子里面不可能有完全復(fù)制這個概念，想攔下來之后再給個原來一樣的光子信息是不可能的，這就是“量子不可克隆定理”和測不準(zhǔn)原理在起作用，真正做到了一次一密。

　　隨機(jī)產(chǎn)生，不能竊聽，不能被破解，量子通訊的安全度自然就高了，目前量子通信傳播密碼的套路叫做BB84協(xié)議。

　　目前來看，人類手頭上的量子分配不做通訊，只分配密鑰！只分配密鑰！

　　量子密鑰分配不能主動防護(hù)竊聽，只能被動探測人家是否竊聽自己。

　　竊聽的探測依舊是按照測不準(zhǔn)和不可克隆原理，這就是人類眼下的現(xiàn)狀。

　　目前的量子密鑰還是依賴常規(guī)通信，無法超光速，那種超光速的量子糾纏還只是一個幻想，不打開盒子就知道貓是死是活還做不到！量子隱形傳輸太過魔幻了，完美的量子糾纏應(yīng)用應(yīng)該是無法達(dá)到的。

　　目前商業(yè)化的還是量子密鑰，實(shí)驗室狀態(tài)下的量子密鑰分配最遠(yuǎn)距離是260到300千米，遠(yuǎn)程量子通信的實(shí)現(xiàn)依賴中繼站，中繼分為量子中繼和可信中繼，后者目前已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化，原理就是A傳信息給B，B再傳給C，中途密鑰落地，有一定的風(fēng)險。

　　而量子中繼是不落地的，以量子糾纏分發(fā)技術(shù)在相鄰站點(diǎn)之間建立共享糾纏對，用量子存儲技術(shù)儲存糾纏對，再用遠(yuǎn)距離自由空間傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)量子糾纏轉(zhuǎn)換，保真度極高。

　　眼下最好的量子態(tài)隱形傳輸原理性實(shí)驗的最長距離是143公里，前提是西班牙加那利群島的環(huán)境良好。看起來比夏國首都16公里和QH省的97公里大氣內(nèi)傳輸要好不少。

　　但是西班牙這次實(shí)驗太多疑點(diǎn)，怎么看就怎么像是賭氣打破夏國記錄的一場騙局。

　　想要達(dá)到更遠(yuǎn)的距離，就得規(guī)避大氣干擾光子脆弱的量子狀態(tài)，得用衛(wèi)星來分發(fā)光子，太空的幾千公里換算到地面也就8公里左右，走向太空勢在必行。

　　夏國的成果最強(qiáng)，也僅僅是實(shí)現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)六光子糾纏、八光子糾纏和十比特超糾纏，即便在地面上實(shí)現(xiàn)了百公里傳輸，也只是理論上在太空能傳輸1000公里，距離商業(yè)化還遠(yuǎn)著呢。

　　系統(tǒng)給了指南，但目前的制造水平還是有所欠缺，提升并不能一步到位。

　　陳瀟一點(diǎn)都不貪心，他決定先從中繼站下手，把可信中繼變?yōu)榱孔又欣^，然后再慢慢從量子密鑰搞成量子態(tài)隱形傳輸，雖然絕對達(dá)不到百分百，可是這玩意的可靠性是真的強(qiáng)，只要接近完美量子糾纏，很多東西就可以省略了。

　　思路不是沒有，只需要把原物信息分成經(jīng)典信息和量子信息兩部分，經(jīng)過各自的通道傳送給接收者。

　　收到之后就可以復(fù)制了，值得注意的是，經(jīng)典信息是發(fā)送者對原物質(zhì)進(jìn)行某種測量而獲得的，量子信息是發(fā)送者在測量中未提取的其余信息。

　　該過程中傳送的僅僅是原物質(zhì)的量子態(tài)，而不是原物本身。

　　發(fā)送者甚至可以對這個量子態(tài)一無所知，而接收者是將別的粒子處于原物質(zhì)的量子態(tài)上。

　　在這個方案中，糾纏態(tài)的非定域性起著極其重要的作用。

　　陳瀟并不是要一步到位直接傳送物品，只是搞通訊，不用這么完美，難度自然就降低了不少。

　　到了那時候，基于量子糾纏的通訊才是真正意義上的量子通訊，現(xiàn)在只能叫做量子加密手段通訊，根本不是一個概念。

　　倘若量子通訊真的建設(shè)完成，就不在擔(dān)心信號問題，設(shè)備搭載量子通訊芯片，只需要通過量子糾纏原理，看這邊的量子狀態(tài)，就能明白對方傳遞的信息。

　　實(shí)驗交給長天科技自然科學(xué)院來設(shè)計主持，之前就一直有所涉及。

　　為了保險起見，陳瀟還是邀請了夏國科學(xué)院的相關(guān)的大佬過來探討，其中就有潘偉，陸陽兩個頂級專家。

　　說實(shí)話，他們的團(tuán)隊非常強(qiáng)大，夏國領(lǐng)先于世界就是他們的功勞，一開始受到邀請的時候，他們心里還有點(diǎn)不太重視，覺得長天科技怎么可能在這方面有所涉及？

　　但是轉(zhuǎn)念一想，長天科技連可控核聚變和可自動進(jìn)化的生物都搞了出來，未必沒有可能啊，所以還是有些小期待的。

　　當(dāng)學(xué)術(shù)探討會一開始，潘偉和陸陽就知道自己錯了，長天科技的進(jìn)展跟夏國科學(xué)院的差不多。

　　“你們的距離竟然也突破兩百公里了？”

　　“量子隨機(jī)發(fā)生器已經(jīng)到達(dá)20Gbps了？這個已經(jīng)比我們要領(lǐng)先一點(diǎn)了！可惜還是不能做到真正隨機(jī)。”

　　“你們也有6光子自旋軌道角動量實(shí)驗平臺？自旋和軌道角動量已經(jīng)能同時傳輸了？8光子，10比特超糾纏你們也做試驗了，”

　　“你們也是利用冷原子量子存儲技術(shù)高出了儲存和讀取功能的量子交換啊！都能玩350米的光纖的長度了！這可是來長程量子通訊鐘亟需的量子中繼器啊，但是這個距離還是太短了。”

　　潘偉和陸陽已經(jīng)沒有一絲絲的輕視了，長天科技悶不吭聲的已經(jīng)做到了這一步，難道長天科技就沒有科研死角的嗎？任何前沿領(lǐng)域都有涉及并且有很高的建樹。

　　幾年前，長天科技在完成4G通訊布局的時候，就在實(shí)驗量子技術(shù)，只是因為沒有應(yīng)用，所以也沒有宣傳.

　　“你們?nèi)绱颂拐\公布，我們大受感動，說實(shí)話，我們這邊已經(jīng)沒有什么拿的出手的成果了，慚愧啊！”潘偉實(shí)話實(shí)說，不如人就是不如人。

　　長天科技量子項目的負(fù)責(zé)人是郭燦。

　　此人年紀(jì)與潘偉相仿，都是年少有為之人，他很謙遜的說：“潘院士過獎了。你們有能公布的成果就意味還有更多的東西沒說出來。”

　　“那些都是猜測，都在做實(shí)驗，還沒成功……”

　　“您千萬不要太過自謙，到了這一步，猜想往往比現(xiàn)實(shí)的成就更有價值，說不定一個猜想被證實(shí)，前面的成果全都不值一提了。邀請諸位過來就是想拿出我們的想法，跟大家一起探討，互相啟發(fā)，更早的實(shí)現(xiàn)理論上的突破。”郭燦擺擺手。

　　“那好吧，你們都有什么想法，我們也看看行不行。”陸陽直接得多，他本身就是沖著研究過來的，人情世故壓根就不重要。

　　“……”

　　郭燦愣了下，隨即把研究設(shè)想分發(fā)了過去。如果潘偉和陸陽都看不懂的話，這個星球上也沒人看得懂了。

　　郭燦拿到陳瀟給的資料那會，整個人都懵了，這些東西自己似懂非懂，老板是從哪里弄的？

　　如果自己看都不完全明白，又如何能轉(zhuǎn)化為更新的成果呢？

　　所以他對潘偉和陸陽的到來充滿了期待，就像一個人做了一道題沒有把握，正好來了兩個水平差不多的人，高低也得給他們看看。

　　半晌之后，潘偉和陸陽皺著眉頭，半天沒說一句話。

　　“怎么樣？您說句話吧。設(shè)想的原理和實(shí)驗方案都沒問題吧？”郭燦忐忑不已。

　　“我沒完全看懂。”陸陽院士回答得很光棍。

　　潘偉院士也搖頭：“我看得云里霧里，總感覺設(shè)計的實(shí)驗也沒問題，如果是我的話，我也會這樣設(shè)計。最關(guān)鍵的問題是，原理和思路是哪里來的？跨度有點(diǎn)大啊，但是又好像有道理。”

　　聽到這里，郭燦懸著的心落地了，原來不是自己沒把握，是大家都沒把握！既然都沒把握，那做起實(shí)驗來還怕什么？誰都沒有標(biāo)準(zhǔn)答案，那就自己找答案咯。

　　“原理和思路是偶然間想到的，這個憑直覺的，所以才要找兩位院士過來參考。”郭燦沒有說是陳瀟給的資料，這些東西的來源基本上都要保密的，陳瀟不愿太引人注意。

　　“有搞頭，反正我們也沒什么思路了。”陸陽很坦白，研究到最領(lǐng)先的程度就意味著要自家搭建新的路子，沒有前人做參照。

　　潘偉也是這個意思，雖然兩人研究的細(xì)分領(lǐng)域有差別，但是基礎(chǔ)都是量子運(yùn)用，陸陽有難題，他自然也就有難題了。

　　實(shí)驗很快就進(jìn)行了，真的是爭分奪秒，只爭朝夕。

　　長天科技的具體實(shí)驗思路是通過超強(qiáng)激光作為光源，這樣的好處就是比弱相關(guān)光源要穩(wěn)定，量子態(tài)不容易改變。

　　缺點(diǎn)就是激光一發(fā)射，光子不是一個一個的往外面崩，這樣的話就得解決光子搭載信息的問題。

　　量子通訊安全就安全在一個光子等于一個密碼，這么一堆光子，全部都有信息的話，理論上很容易被截留然后破解。

　　這樣一來，就得保證單個光子足夠強(qiáng)大。長天科技要做的就是將捕捉特定的光子，至于光束中的其他光子，就等同于火箭發(fā)射時候的燃料，起到推進(jìn)的作用。

　　一束光里面捕捉特定的光子進(jìn)行加密。接收裝置受到激光之后，就會將光束進(jìn)行多縫干涉，把光子給分出來，然后通過偏振設(shè)備，拿到特定的光子。過程復(fù)雜，但是都是在光速的情況下做的，這個難度可想而知。

　　“量子態(tài)發(fā)生器穩(wěn)定，持續(xù)增強(qiáng)，打開超高壓供電裝置，保證激光足夠強(qiáng)大！“

　　“量子通道搭建中，已經(jīng)較為穩(wěn)定，就是距離太短。”

　　“廢話，距離不短的話，我們早就實(shí)現(xiàn)量子通信了！”

　　“量子測試裝置呢？開了嗎？”

　　“開了！”

　　“刻錄特定光子信息的設(shè)備呢？這個就是密碼啊！”

　　“開了！”

　　“那就開始吧！”

　　大家非常的緊張，設(shè)想成不成雖然得多次做實(shí)驗，轉(zhuǎn)換頻率和偏振角度，但誰都希望一次就行。


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