n********d
发帖数: 7676 | 1 量子通信之不负责任科普
首先，量子通信分广义和狭义。广义是用纠缠态光子来做信息载体，就好像无线通信通
过无线波传信息，光通信通过光（一般是激光）传信息。广义量子通信有很玄的部分，
比如teleportation，就是说纠缠光子在无限远距离可以传送状态，近似于心灵感应。
这个理论上靠不靠谱咱不说，咱不搞物理，但是这个离实际应用似乎还有若干光年的距
离，所以这里咱不拿这个说事。好吧，如果你是物理专家，觉得这个很靠谱，很快就能
用来传hello world。那就不用往下看了。
那么不谈这个teleportation，就说说单光子的的传送吧。这个和心灵感应不同，是需
要发送光子到接收端的。这个大家都能接受，对吧？现在的量子通信是怎么做的呢？光
子是波啊，有波就有振动方向啊。这个方向在传输过程中如果不受干扰是不变的。物理
名词叫偏振态。接收端用一个偏振镜，你就想象成一个细缝吧。那么这个细缝的方向和
这个波的偏振方向是一致的话，这个光子就可以被接收到了。接收端的偏振片是要转动
的，转一个角度收一个光子。很简单吧。别被纠缠态啥的名词忽悠了，激光通信里偏振
态是一个研究很多的问题，不同偏振态的光子在介质里传输的速度实际是有很小的不同
的。这个先不提。那么这个光子在传输的过程中碰到其他物质怎么办？很可能接收端就
收不到了。光子的运行方向变了嘛。被窃听了怎么办？这个是纠缠光子特殊的地方，被
窃听了的光子的偏振方向就随机改变了。接收端的偏振片可能就收不到了。这个说明了
什么？发送端和接收端要通过比对发送和接受的码字来确定是不是被窃听了。如果发送
和接受的码字错的太多，说明这个信道不能用了。是被窃听了吗？也许。当然也可能是
中间介质出问题了。比如天边突然飘过一片云挡在了发送和接受端中间。也许一阵风，
吹来了pm2.5的尘埃。anyway，you got the idea。
咱先歇一下，说说光纤通信。光纤这个东西是个了不起的发明，高锟教授因为这个得了
诺贝尔。当时的发现是玻璃为啥不能用来传激光呢？因为杂质太多。所以要提纯。当年
的光纤，实际上是玻璃棒，每公里衰减20dB，现在的光纤很容易就做到0点几dB了。这
个很了不起啊，但是还是要激光啊。什么是激光，就是受激辐射的光。你不是有衰减吗
？我可以用数量取胜，我一个光脉冲就产生10^16个光子，接收端把这个光再转成电。
这个是最基本的原理，咱就不提那些复杂的调制编码技术了，什么偏振态调制，这都是
old school了。那么我再回到量子通信，每一个光子都是不可复制的，都是孤胆英雄，
损失一个就是一个误码。所以呢，这个系统得重新设计了。发生器要产生单光子，光纤
也得特种光纤，接收器更得极端灵敏。我们知道，在光纤里光子因为衰减而损失了，每
传输几十公里可以通过光纤放大器来补充兵员，这样形成了我们现在的长距离的光网络
。当然你也可以把光信号重新变成电信号，再变成光信号，一样达到长距离传输的目的
，但是会增加一些cost。在这个科普里你会反复看到cost这个词，因为工程最重要的就
是cost，你在实验室里能做成的事，不代表你能实用；如果不计cost，那么会产生很多
奇迹。所以大家看到一些所谓英雄实验的，得多问两句，在什么条件下，什么cost下做
的实验。这个是最容易作弊的。anyway，这个光纤放大器或光变电再变光的过程叫做中
继。在量子通信里叫量子中继。同学们，这个量子中继可不容易啊。纠缠光子牺牲了就
牺牲了，没法重生了。所以光放大是不行的。那么转成电信号呢？当然可以，但是你不
是纠缠光子了，电子很容易被窃听的啊。这个不就不安全了吗？我这么问是不是有点耍
流氓啊？
好了，我们说过每一个光子都是孤胆英雄，因为原理就是两个光子之间的纠缠态和其不
可复制性，所以我们没法像激光器一样以量取胜，10^16个光子代表一个比特。那么问
题来了，衰减怎么解决呢？一个光子的能量是大约6x10^-34J啊。这个光子牺牲了就没
法再生了。但这些对于我们量子通信大师们都不算事。虽然我不知道他们怎么解决的，
但是他们已经解决了这个近似不可能的任务。well，ok，I admit I lied。我看到的宣
传是已经可以建成了20公里3个节点（中继）的链状通路。当然我没看具体的论文。不
知道这个20公里是在实验室里的20公里光纤还是真的两个距离20公里的地点。还是那句
话，英雄实验要看环境啊。你铺在路下面的光纤，跺一脚颤两颤，或者温度变几度，好
说那偏振态就变了，坏说那个光子就飞了啊。所以大家了解这个量子通信的牛逼了吧。
光纤通信几十年的发展，不知道多少金钱的投入，就被我们伟大的量子通信大师轻易地
突破了瓶颈。作为中国人俺觉得无上的光荣啊。
好吧，闲话少说。利用光纤通信，是最简单的情况，因为光纤可以弯啊。当然光纤弯曲
会带来一些光子的泄露，好在激光产生的光子多，牺牲一点问题不大。在光通信里还有
一支叫空间光通信。就是在大气里传激光。总有地方不好装光纤啊，就好像无线上网一
样，虽然很多人已经在家里接上光纤了，还有很多人用无线的啊。空间光通信就好像无
线一样。但是，光通信是必须对上眼啊。大家在小学物理课都学过吧，一个激光器打到
月亮上不过碗口大的疤啊（别较真，可能比碗口要大点）。你不在这个光路上你就收不
到这个光啊。更严重的事，这个光在大气里衰减太厉害了。咱这是通信的光，不是打飞
机的光，功率得对人安全吧。但是一刮风，一下雨，一有雾霾，某人打个喷嚏，都会阻
断这个光路啊。这个空间光通信现在不太流行，就是因为严重不靠谱。工程讲可靠性，
几个9才能达到用户需求。这种靠天吃饭的技术几十年也没有大的发展。前文说到利用
光纤的量子通信。要我说，能实用的光纤量子通信已经是划时代的工程奇迹了。我们的
科学家们不满足啊！又搞了空间的量子通信。当然，我们说每一个光子都是孤单英雄，
激光用一支光子大军来穿过云雨和雾霾，光子就全靠自己了。这个似乎是个死结，因为
这个光子好像现在还没有能表现出什么超能力，除了孪生兄弟直接有心灵感应之外。但
是这个难不倒我们的科学家，我们不用高轨道的地球同步卫星。那个离地面好几千公里
，除了我们接着忽悠teleportation外，单个光子实在很难走那么远啊！怎么办？我们
用低轨道太阳同步卫星。这个离地大约500公里，英勇而且运气爆棚的光子还是可能达
到的。但是，这个低轨道卫星每天才经过地面一个点一次啊（卫星绕地球转，地球自己
也在转）。也就是说，在短短的不到10分钟的时间里，我们要完成地面和卫星的对准，
完成通信过程。如果天气不好，或其他原因没对准，就等明天了。这个似乎也不靠谱啊
？不！我们的科学家找到了一个完美的应用，那就是密钥传输。
这个就是所谓的狭义量子通信了。不管是空间还是光纤的量子通信，做的都是狭义的量
子通信，那个广义的量子通信是发论文用的。所以大家一定要分清楚。公平地说，想出
这个量子通信名字的人绝对是营销天才啊。现在量子通信在股市上炒的很热啊。咱们抛
开营销不谈，似乎这个狭义量子通信叫成基于量子纠缠态的密钥分发机制比较合适。当
然，反过来这个狭义的量子通信系统又给研究量子理论的物理学家们提供了一个实验平
台，所以国际友人纷纷竖起了大拇指夸我们仗义啊。
这个纠缠态的卖点是什么？不说带有科幻色彩的teleportation，最大的特点是安全。
前面说过了，不管你是干扰还是窃听，都在一定概率上会改变光子的偏振态，如果误码
过多，那么这个信道就不能用了，最快也得等明天了。当然，密钥的产生只是问题的一
部分，有密钥还得有加密的算法（cipher），cipher总还是经典的那些算法，这个和神
奇的纠缠光子无关。那么cipher是不是安全呢？那么下面就涉及密码学的最基本问题了
。你产生了一个密钥来加密要传的信息，这个密钥要和信息一样长才能保证绝对安全，
也就是所谓的一次一密。如果你密钥太短，那么就得重复使用，那么在获取足够样本的
情况下，总可以用统计方法来猜出明文，这个道理很简单吧？所以这个问题的本质是你
产生的密钥的长度相比你要加密的明文是不是足够长。那么你每天几分钟的量子通信产
生的密钥和你要加密的明文长度比是不是足够呢？again，我们要找到合适的应用。好
在，假设习主席要下达攻击命令，估计就一个“go”，这个密钥长度应该足够了。当然
，理论很美好，现实还是有些困难。安全是个系统问题。假设没有人的因素（据说大多
数的泄密都是人的因素），还要保证密钥始终是保密的。比如说你今天产生了密钥，你
存到电子设备里，那么量子纠缠态的不可窃听性就没有了。所以原理上，一定是端到端
的安全，也不能说从某天文观测站获取密钥，然后再用传统信道发到中南海习总床头。
爱耍流氓的你可能又会问了，你的密钥总得变成电子然后才能用加密算法加密明文吧？
就知道你会这么问，这个就得用到另一个大杀器了：量子计算机。同学们，通信离不开
计算，安全就不能在系统里存在一个weakest link。量子计算机可算是一个大热点了
，尤其近来，发展极为迅速。大家知道最经典的加密算法RSA，就是基于没有已知的能
在多项式复杂度下把一个大数分解为质因数乘积的算法的基础上的。什么是大数呢？现
在比较安全的应用要求实用2048bits的密钥。过些年会增加到3000多位。你可能会问，
为啥不再长呢？这个是现实的妥协，RSA要产生公钥和密钥也不那么容易，要产生大质
数，也挺费时间的。如果你有Linux环境的话，可以试一下，openssl genrsa -out
private.pem 2048， 这个会产生一个2048位的密钥。随时都可以试，不需要等卫星飞
过头顶啊。那么分解一个大数为两个质数乘积有多困难呢？2009年RSA挑战，科学家用
了几百台计算机和两年的时间来分解一个768位的数字。768位和2048位差的多远？因为
没有多项式算法存在，这个是2^768和2^2048的区别。这话说远了。大家都知道在量子
计算机下有一个经典的Shor算法是可以在多项式复杂度下解决大数分解问题的。几年前
，人们已经成功地用量子计算机解出来15=3X5，最近听说又取得了突飞猛进的进展，不
管3721地解出了21=3X7。我们的量子通信专家充分地意识到了问题的严重性，整个RSA
算法要完蛋了，不搞量子通信行吗？
当然密码专家也没闲着，just to be fair。现有的密码系统分两类，一类是以RSA为代
表的非对称加密，分公钥和私钥，一个用来加密一个用来解密；一类是对称加密，也就
是加解密用同样的密钥。遗憾的是现有的非对称加密都是基于类似于大数分解这样问题
的。这一类问题是有量子计算机的多项式解法的。大家要注意，Shor算法不仅是多项式
复杂度，而且相当简单。算法复杂度上我们称之为BQP (bounded error quantum
polynomial time), 记住量子计算是基于概率的。现在一些专家也在搞不基于这些BQP
问题的加密算法。另外，大家也普遍认为对称加密比较安全，量子计算机现在没有太有
效的办法来破解。量子计算也是对称加解密的，但是解决了通信双方的密钥共享问题。
狭义地讲，这个就是量子通信的全部现实意义，利用量子纠缠态产生理论上安全的，为
收发双方共享的密钥。实现了84年的2B论文。产生了密钥以后，就和经典的加解密没啥
区别了，黑客该怎么攻击还怎么攻击。
好了，说到这，这个科普就结束了。文中有错误，都是笔者的责任。和我国的量子通信
专家无关。当然，看好题目，本人拒绝为本文产生的任何后果负责。本人才疏学浅，自
娱娱人而已。祝我国量子通信专家继续辉煌，量子通信板块大涨长红。致敬！ |
j******r
发帖数: 3327 | 2 我声明一下，这不是我写的。没办法，写不出来，中国00后10后热爱科学的鲜嫩女生吸
引力实在太大了。 |
n********d
发帖数: 7676 | |
j******r
发帖数: 3327 | 4 这个版的人喜欢人肉猜马甲。主要是没啥活人。难得没有机油味的纹章。猜我姓牛啦我
是女人啦。为了避免误会特此声明一下。8月份我是小将爱党爱国爱军。
【在 n********d 的大作中提到】
: 是我写的。不过谁愿意拿去用我也无所谓啦。
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j******r
发帖数: 3327 | 5 忘了：川大大一定能当上美国总统
【在 j******r 的大作中提到】
: 这个版的人喜欢人肉猜马甲。主要是没啥活人。难得没有机油味的纹章。猜我姓牛啦我
: 是女人啦。为了避免误会特此声明一下。8月份我是小将爱党爱国爱军。
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c****3
发帖数: 10787 | 6 产生密钥也算有用，谁知道这种公共密钥算法，象RSA是不是有后门。据说椭圆曲线算
法就有NSA的后门。
现在安全领域，都是君子协定，破解出来的人，先通知作者，等作者有了解决方案，再
公开。这个世界那里来的那么多君子。破解出来不吭声也是可以。数字签名MD5和sha1
原来也说可靠，后来被人发现不可靠。谁知道是不是有人早知道了。
每天换个密钥，密钥位数够大，加密算法够好再快的电脑也没法一天之内破出来，过几
天破出来，时效性就没了。 |
p*a
发帖数: 7676 | 7 实实在在问做这个问题，所谓纠缠态是不是就是光子的振动方向？
换句话说，检测单个光子的纠缠是否就是检测其振动方向？
【在 n********d 的大作中提到】
: 是我写的。不过谁愿意拿去用我也无所谓啦。
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n********d
发帖数: 7676 | 8 纠缠态是指state的纠缠，偏振是光子的一种state。还有其他state，那得物理学家来
科普了。这个超出了通信的理解范畴了。
【在 p*a 的大作中提到】
: 实实在在问做这个问题，所谓纠缠态是不是就是光子的振动方向？
: 换句话说，检测单个光子的纠缠是否就是检测其振动方向？
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h********0
发帖数: 12056 | 9 写的正确的地方几乎没有，最多算似是而非。
首先广义侠义，谁他妈定义了，学习相对论东施效颦？
【在 n********d 的大作中提到】
: 量子通信之不负责任科普
: 首先，量子通信分广义和狭义。广义是用纠缠态光子来做信息载体，就好像无线通信通
: 过无线波传信息，光通信通过光（一般是激光）传信息。广义量子通信有很玄的部分，
: 比如teleportation，就是说纠缠光子在无限远距离可以传送状态，近似于心灵感应。
: 这个理论上靠不靠谱咱不说，咱不搞物理，但是这个离实际应用似乎还有若干光年的距
: 离，所以这里咱不拿这个说事。好吧，如果你是物理专家，觉得这个很靠谱，很快就能
: 用来传hello world。那就不用往下看了。
: 那么不谈这个teleportation，就说说单光子的的传送吧。这个和心灵感应不同，是需
: 要发送光子到接收端的。这个大家都能接受，对吧？现在的量子通信是怎么做的呢？光
: 子是波啊，有波就有振动方向啊。这个方向在传输过程中如果不受干扰是不变的。物理
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c****3
发帖数: 10787 | 10 而且公共密钥算法交换密钥，流程复杂，代码里出现bug的可能很多，可以形同虚设。
如果只是简单用密钥加密，出现bug的可能少多了
你可以查查苹果SSL/TLS的gotofail重大安全漏洞，公共密钥形同虚设好几年，这几年
所以苹果IOS的设备TLS都是彻底不安全的 |
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c****3
发帖数: 10787 | 11 就算公共密钥交换协议本身，也是经常有bug和安全漏洞，SSL一路从1.0到3.0都是
有漏洞的，现在到TLS 1.3谁知道协议里面有没有漏洞。
这一系列协议，不就是为了传个密钥这一件事情。 |
R****2
发帖数: 342 | 12 我觉得没仔细学过的就不要处于米帝没做所以肯定是骗局的心来瞎鸡巴掰掰了
虽然不玩这个很多年，但是我好歹也是在相关方向尝试过的，可以负责任的说，量子通
信这东西，物理原理上没有任何问题，分配秘钥这个应用模型（解决信任链里相对弱的
一环）也完全没有问题。问题是研究太吃设备了，没钱，实际成果在工程上是否能做到
实用和有效益也是个难点。
但是，对于这种不知道能不能做到实用化的问题，就和吃螃蟹一样，你可能被螃蟹咬的
满嘴血，可能就吃成了。如果不砸钱，就一辈子山寨，如果砸钱，挂了99个项目有一个
成了也是好事。
这东西就是这样的研究，国内一顿乱吹也是乱搞。你说不搞这个节约点经费给材料给基
础学科甚至多造几个小学都是一说，但是如果借着科普名义，故意往水变油，透明计算
上带节奏，完全就是可憎的嘴脸了。
归根到底，大家都是灌水或曾经灌水的，虽然经常自嘲骗经费，但是这个骗和骗子的骗
的区别毕竟是天壤之别。 |
G**L
发帖数: 22804 | 13 楼主作为科普贴的文风灰常合格，这么长俺竟然看完了，木有脚得累。几个酸评论水平
差了很多条街，晦涩难懂，但也得承认吹了这么半天，其实就是搞了个密室。有基本科
学素养和道德的妓者小编都应该在文章里把这事点到，但特色大国那些报道里根本木有
，急着舔的就更是搅浑水
【在 n********d 的大作中提到】
: 量子通信之不负责任科普
: 首先，量子通信分广义和狭义。广义是用纠缠态光子来做信息载体，就好像无线通信通
: 过无线波传信息，光通信通过光（一般是激光）传信息。广义量子通信有很玄的部分，
: 比如teleportation，就是说纠缠光子在无限远距离可以传送状态，近似于心灵感应。
: 这个理论上靠不靠谱咱不说，咱不搞物理，但是这个离实际应用似乎还有若干光年的距
: 离，所以这里咱不拿这个说事。好吧，如果你是物理专家，觉得这个很靠谱，很快就能
: 用来传hello world。那就不用往下看了。
: 那么不谈这个teleportation，就说说单光子的的传送吧。这个和心灵感应不同，是需
: 要发送光子到接收端的。这个大家都能接受，对吧？现在的量子通信是怎么做的呢？光
: 子是波啊，有波就有振动方向啊。这个方向在传输过程中如果不受干扰是不变的。物理
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p*a
发帖数: 7676 | 14 谢谢。我觉得这个问题的关键不在密码不在通信，而在这个所谓的纠缠以及更关键的所
谓的非定域。
如果这个所谓的纠缠只是某个与其它传统电磁波现象类似的物理性质的新名词，则这个
技术就没有什么革命性的意义。
我指的是所谓的非定域。即所谓超越光速的类似心灵感应那样的性质。只有具备这一特
性的所谓量子通讯才真正具备了革命性的意义。
如果所谓量子通信只是单光子通信的高大上说法的话，我不认为其有多大的革命性。
至于是传输的是密钥还是信息，这都不过是应用层面上的事了。
【在 n********d 的大作中提到】
: 纠缠态是指state的纠缠，偏振是光子的一种state。还有其他state，那得物理学家来
: 科普了。这个超出了通信的理解范畴了。
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p*******n
发帖数: 1928 | 15 错误一堆，没有修过量子力学的最好别做这个科普。网上流传的这些个科普大多是以讹
传讹，给读者以单光子无所不能的假象。其实是在神化量子通讯。
要搞清楚量子通讯，首先要明白的是，量子测量（接受端）都是统计测量。所谓的纠缠
态，虽然其定义本身适用于单个量子（单光子for example）。但验证必须基于统计测
试。需要测量足够多的量子，才能证实纠缠态。反过来说，即使我们说纠缠态仅适用于
统计结果，这样的解释在统计测量面前也完全成立。实现单量子的统计测试有几个要求
，弱信号（单量子测试），高灵敏度（单量子测试），和多次重复（统计测试）。长距
离通讯则提出了额外的要求，低损耗/可中继。搞清楚这几点，再谈具体的实现方案。
【在 n********d 的大作中提到】
: 量子通信之不负责任科普
: 首先，量子通信分广义和狭义。广义是用纠缠态光子来做信息载体，就好像无线通信通
: 过无线波传信息，光通信通过光（一般是激光）传信息。广义量子通信有很玄的部分，
: 比如teleportation，就是说纠缠光子在无限远距离可以传送状态，近似于心灵感应。
: 这个理论上靠不靠谱咱不说，咱不搞物理，但是这个离实际应用似乎还有若干光年的距
: 离，所以这里咱不拿这个说事。好吧，如果你是物理专家，觉得这个很靠谱，很快就能
: 用来传hello world。那就不用往下看了。
: 那么不谈这个teleportation，就说说单光子的的传送吧。这个和心灵感应不同，是需
: 要发送光子到接收端的。这个大家都能接受，对吧？现在的量子通信是怎么做的呢？光
: 子是波啊，有波就有振动方向啊。这个方向在传输过程中如果不受干扰是不变的。物理
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p*a
发帖数: 7676 | 16 请教一下，如何测量量子的纠缠态？
另外，至少在现阶段，所谓的量子是不是就是光子，或者说量子态的光子？
【在 p*******n 的大作中提到】
: 错误一堆，没有修过量子力学的最好别做这个科普。网上流传的这些个科普大多是以讹
: 传讹，给读者以单光子无所不能的假象。其实是在神化量子通讯。
: 要搞清楚量子通讯，首先要明白的是，量子测量（接受端）都是统计测量。所谓的纠缠
: 态，虽然其定义本身适用于单个量子（单光子for example）。但验证必须基于统计测
: 试。需要测量足够多的量子，才能证实纠缠态。反过来说，即使我们说纠缠态仅适用于
: 统计结果，这样的解释在统计测量面前也完全成立。实现单量子的统计测试有几个要求
: ，弱信号（单量子测试），高灵敏度（单量子测试），和多次重复（统计测试）。长距
: 离通讯则提出了额外的要求，低损耗/可中继。搞清楚这几点，再谈具体的实现方案。
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c****p
发帖数: 380 | 17 您老似乎也就修过遍量基，就来这里科普了。您说的统计测试才能决定纠缠是不准确的
。举个反例，三体纠缠GHZ态一次测量就可以跟经典关键性区分开来。
[在 pingchuan (平川) 的大作中提到：]
:错误一堆，没有修过量子力学的最好别做这个科普。网上流传的这些个科普大多是以
讹传讹，给读者以单光子无所不能的假象。其实是在神化量子通讯。
:要搞清楚量子通讯，首先要明白的是，量子测量（接受端）都是统计测量。所谓的纠
缠态，虽然其定义本身适用于单个量子（单光子for example）。但验证必须基于统计测
:试。需要测量足够多的量子，才能证实纠缠态。反过来说，即使我们说纠缠态仅适用
于统计结果，这样的解释在统计测量面前也完全成立。实现单量子的统计测试有几个要
求，弱信号（单量子测试），高灵敏度（单量子测试），和多次重复（统计测试）。长
距离通讯则提出了额外的要求，低损耗/可中继。搞清楚这几点，再谈具体的实现方案
。 |
c****p
发帖数: 380 | 18 刚看了第一段，昨天理论和实际之间还有几千光年距离呢，今天就几光年了，量子通信
发展速度果然就是快
[在 nomansland (noid) 的大作中提到：]
:量子通信之不负责任科普
:首先，量子通信分广义和狭义。广义是用纠缠态光子来做信息载体，就好像无线通信
通过无线波传信息，光通信通过光（一般是激光）传信息。广义量子通信有很玄的部分
，比如teleportation，就是说纠缠光子在无限远距离可以传送状态，近似于心灵感应。
:这个理论上靠不靠谱咱不说，咱不搞物理，但是这个离实际应用似乎还有若干光年的
距离，所以这里咱不拿这个说事。好吧，如果你是物理专家，觉得这个很靠谱，很快就
能用来传hello world。那就不用往下看了。
:那么不谈这个teleportation，就说说单光子的的传送吧。这个和心灵感应不同，是需
:要发送光子到接收端的。这个大家都能接受，对吧？现在的量子通信是怎么做的呢？
光子是波啊，有波就有振动方向啊。这个方向在传输过程中如果不受干扰是不变的。物
理名词叫偏振态。接收端用一个偏振镜，你就想象成一个细缝吧。那么这个细缝的方向
和这个波的偏振方向是一致的话，这个光子就可以被接收到了。接收端的偏振片是要转
动的，转一个角度收一个光子。很简单吧。别被纠缠态啥的名词忽悠了，激光通信里偏
振态是一个研究很多的问题，不同偏振态的光子在介质里传输的速度实际是有很小的不
同的。这个先不提。那么这个光子在传输的过程中碰到其他物质怎么办？很可能接收端
就收不到了。光子的运行方向变了嘛。被窃听了怎么办？这个是纠缠光子特殊的地方，
被窃听了的光子的偏振方向就随机改变了。接收端的偏振片可能就收不到了。这个说明
了什么？发送端和接收端要通过比对发送和接受的码字来确定是不是被窃听了。如果发
送和接受的码字错的太多，说明这个信道不能用了。是被窃听了吗？也许。当然也可能
是中间介质出问题了。比如天边突然飘过一片云挡在了发送和接受端中间。也许一阵风
，吹来了pm2.5的尘埃。anyway，you got the idea。
:咱先歇一下，说说光纤通信。光纤这个东西是个了不起的发明，高锟教授因为这个得
了诺贝尔。当时的发现是玻璃为啥不能用来传激光呢？因为杂质太多。所以要提纯。当
年的光纤，实际上是玻璃棒，每公里衰减20dB，现在的光纤很容易就做到0点几dB了。这
:个很了不起啊，但是还是要激光啊。什么是激光，就是受激辐射的光。你不是有衰减
吗？我可以用数量取胜，我一个光脉冲就产生10^16个光子，接收端把这个光再转成电。
:这个是最基本的原理，咱就不提那些复杂的调制编码技术了，什么偏振态调制，这都
是old school了。那么我再回到量子通信，每一个光子都是不可复制的，都是孤胆英雄
，损失一个就是一个误码。所以呢，这个系统得重新设计了。发生器要产生单光子，光
纤也得特种光纤，接收器更得极端灵敏。我们知道，在光纤里光子因为衰减而损失了，
每传输几十公里可以通过光纤放大器来补充兵员，这样形成了我们现在的长距离的光网
络。当然你也可以把光信号重新变成电信号，再变成光信号，一样达到长距离传输的目
的，但是会增加一些cost。在这个科普里你会反复看到cost这个词，因为工程最重要的
就是cost，你在实验室里能做成的事，不代表你能实用；如果不计cost，那么会产生很
多奇迹。所以大家看到一些所谓英雄实验的，得多问两句，在什么条件下，什么cost下
做的实验。这个是最容易作弊的。anyway，这个光纤放大器或光变电再变光的过程叫做
中继。在量子通信里叫量子中继。同学们，这个量子中继可不容易啊。纠缠光子牺牲了
就牺牲了，没法重生了。所以光放大是不行的。那么转成电信号呢？当然可以，但是你
不是纠缠光子了，电子很容易被窃听的啊。这个不就不安全了吗？我这么问是不是有点
耍流氓啊？
:好了，我们说过每一个光子都是孤胆英雄，因为原理就是两个光子之间的纠缠态和其
不可复制性，所以我们没法像激光器一样以量取胜，10^16个光子代表一个比特。那么问
:题来了，衰减怎么解决呢？一个光子的能量是大约6x10^-34J啊。这个光子牺牲了就没
:.......... |
p*******n
发帖数: 1928 | 19 这取决于你的一次测量是怎么定义的。即使是测量本身不具有统计分布。测试弱信号需
要长时间积分。当然你可以认为这样的测试对象本身不需要统计测试。
计测
【在 c****p 的大作中提到】
: 您老似乎也就修过遍量基，就来这里科普了。您说的统计测试才能决定纠缠是不准确的
: 。举个反例，三体纠缠GHZ态一次测量就可以跟经典关键性区分开来。
: [在 pingchuan (平川) 的大作中提到：]
: :错误一堆，没有修过量子力学的最好别做这个科普。网上流传的这些个科普大多是以
: 讹传讹，给读者以单光子无所不能的假象。其实是在神化量子通讯。
: :要搞清楚量子通讯，首先要明白的是，量子测量（接受端）都是统计测量。所谓的纠
: 缠态，虽然其定义本身适用于单个量子（单光子for example）。但验证必须基于统计测
: :试。需要测量足够多的量子，才能证实纠缠态。反过来说，即使我们说纠缠态仅适用
: 于统计结果，这样的解释在统计测量面前也完全成立。实现单量子的统计测试有几个要
: 求，弱信号（单量子测试），高灵敏度（单量子测试），和多次重复（统计测试）。长
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R****2
发帖数: 342 | 20 超光速就车翻相对论了。。。目前的认识下肯定不可能。
这东西要点是量子态不可复制性和测量就塌缩的问题，导致理论上有机会实现无法窃听
的信道。至于工程上最终能不能出成果是另一个故事。
就好像聚变，永远还有五十年，干的事情也无非是更高级的能源，但是就是因为理论上
是有前途的，所以砸钱也算有道理。
【在 p*a 的大作中提到】
: 谢谢。我觉得这个问题的关键不在密码不在通信，而在这个所谓的纠缠以及更关键的所
: 谓的非定域。
: 如果这个所谓的纠缠只是某个与其它传统电磁波现象类似的物理性质的新名词，则这个
: 技术就没有什么革命性的意义。
: 我指的是所谓的非定域。即所谓超越光速的类似心灵感应那样的性质。只有具备这一特
: 性的所谓量子通讯才真正具备了革命性的意义。
: 如果所谓量子通信只是单光子通信的高大上说法的话，我不认为其有多大的革命性。
: 至于是传输的是密钥还是信息，这都不过是应用层面上的事了。
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B*********1
发帖数: 3181 | 21 科普爽文，要是没有事实错误，投稿顶级杂志毫无压力
虽然“科普是民科之源”，但有这种水平，还是建议楼主把物理学里面的高大上理论都
来这么科普一遍。能达到这个级别通俗易懂和文笔的实在不多 |
m**********e
发帖数: 12525 | 22 妈的民科真多
相对论只说光速对任何参考系不变，相对论从来没有否定不能超光速
【在 R****2 的大作中提到】
: 超光速就车翻相对论了。。。目前的认识下肯定不可能。
: 这东西要点是量子态不可复制性和测量就塌缩的问题，导致理论上有机会实现无法窃听
: 的信道。至于工程上最终能不能出成果是另一个故事。
: 就好像聚变，永远还有五十年，干的事情也无非是更高级的能源，但是就是因为理论上
: 是有前途的，所以砸钱也算有道理。
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j******r
发帖数: 3327 | 23 光速不能超越只是一种宗教
【在 R****2 的大作中提到】
: 超光速就车翻相对论了。。。目前的认识下肯定不可能。
: 这东西要点是量子态不可复制性和测量就塌缩的问题，导致理论上有机会实现无法窃听
: 的信道。至于工程上最终能不能出成果是另一个故事。
: 就好像聚变，永远还有五十年，干的事情也无非是更高级的能源，但是就是因为理论上
: 是有前途的，所以砸钱也算有道理。
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j******r
发帖数: 3327 | 24 俺的第七感告诉俺引力不能被统一的问题就是因为这一宗教。小学的时候就注意到这个
问题。如果引力子存在，而又是（亚）光速运行的，相差几十万光年的星体的相互吸引
一定很怪。
【在 j******r 的大作中提到】
: 光速不能超越只是一种宗教
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p*a
发帖数: 7676 | 25 谢谢，如果是这样，对我这个工程师来说，我的理解就是所谓量子通信物理本质上就是
激光通信。只是使用了新的编码技术。
我的理解对吧？
【在 R****2 的大作中提到】
: 超光速就车翻相对论了。。。目前的认识下肯定不可能。
: 这东西要点是量子态不可复制性和测量就塌缩的问题，导致理论上有机会实现无法窃听
: 的信道。至于工程上最终能不能出成果是另一个故事。
: 就好像聚变，永远还有五十年，干的事情也无非是更高级的能源，但是就是因为理论上
: 是有前途的，所以砸钱也算有道理。
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B*********1
发帖数: 3181 | 26 不是宗教。。。
上面大傻（弃婴）也是无责任灌水。3+1（时间）维空间里光速就是有上限的
【在 j******r 的大作中提到】
: 光速不能超越只是一种宗教
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B*********1
发帖数: 3181 | 27 引力的传递前几年已经被证明是光速的
【在 j******r 的大作中提到】
: 俺的第七感告诉俺引力不能被统一的问题就是因为这一宗教。小学的时候就注意到这个
: 问题。如果引力子存在，而又是（亚）光速运行的，相差几十万光年的星体的相互吸引
: 一定很怪。
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m**********e
发帖数: 12525 | 28 你这智商，
说的是可以比光速快，不是说光速有上限
【在 B*********1 的大作中提到】
: 不是宗教。。。
: 上面大傻（弃婴）也是无责任灌水。3+1（时间）维空间里光速就是有上限的
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B*********1
发帖数: 3181 | 29 那你就是在玩文字游戏欺负非专业的童鞋了
相速度又不能传递信息，比光速快也木有任何用处。三维空间内信息传递速度，光速就
是上限
【在 m**********e 的大作中提到】
: 你这智商，
: 说的是可以比光速快，不是说光速有上限
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R****2
发帖数: 342 | 30 妈的你结合上下文我显然说的是信息传递速度。。虽然我物理最多本科水平，但你就算
他妈是教授也不能随便批人是民科。相对论虽然只假设光速不变，问题如果信息超光速
起码按大学本科水平的教科书来说是要推出违背因果律的。所以说超光速要先干掉相对
论有啥问题。除非你说因果律能干掉或者说本科只是考虑了低于光速的情况现在有高级
理论那我洗耳恭听
【在 m**********e 的大作中提到】
: 妈的民科真多
: 相对论只说光速对任何参考系不变，相对论从来没有否定不能超光速
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c****p
发帖数: 380 | 31 可以负责任地告诉你，不是这么回事。虽然量子通信的信息载体仍然是光子，但是可以
利用到普通激光通信中无法接触到的光子的量子性质，比如量子纠缠等。
[在 pta (pta) 的大作中提到：]
:谢谢，如果是这样，对我这个工程师来说，我的理解就是所谓量子通信物理本质上就
是激光通信。只是使用了新的编码技术。
:我的理解对吧？ |
B*********1
发帖数: 3181 | 32 区别在哪里。。。你用普通光量子，非纠缠态的，有什么地方做不到？
无非用纠缠光子是检偏器在光源两侧，用普通光子检偏器位于同侧，除此之外还有什么
区别？
【在 c****p 的大作中提到】
: 可以负责任地告诉你，不是这么回事。虽然量子通信的信息载体仍然是光子，但是可以
: 利用到普通激光通信中无法接触到的光子的量子性质，比如量子纠缠等。
: [在 pta (pta) 的大作中提到：]
: :谢谢，如果是这样，对我这个工程师来说，我的理解就是所谓量子通信物理本质上就
: 是激光通信。只是使用了新的编码技术。
: :我的理解对吧？
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m**********e
发帖数: 12525 | 33 说明你根本没认真学过什么相对论
相对论基于2大假设:
1.光速在任何参考系都是恒定常数(c=常数)
2.物理规律对任何参考系不变(协变性)
相对论没有说物体不能超光速飞行,也没有说需要满足Causality
用数学语言说,狭义相对论只说明我们的时空结构满足poincare群,
注意,这是时空的几何结构,这个几何结构里面你怎么飞行,怎么超光速,
都没有限定.
ok?
【在 R****2 的大作中提到】
: 妈的你结合上下文我显然说的是信息传递速度。。虽然我物理最多本科水平，但你就算
: 他妈是教授也不能随便批人是民科。相对论虽然只假设光速不变，问题如果信息超光速
: 起码按大学本科水平的教科书来说是要推出违背因果律的。所以说超光速要先干掉相对
: 论有啥问题。除非你说因果律能干掉或者说本科只是考虑了低于光速的情况现在有高级
: 理论那我洗耳恭听
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s*****V
发帖数: 21731 | 34 超过光速的话，洛伦茨变换出来的都是虚数，有什么物理意义？
【在 m**********e 的大作中提到】
: 说明你根本没认真学过什么相对论
: 相对论基于2大假设:
: 1.光速在任何参考系都是恒定常数(c=常数)
: 2.物理规律对任何参考系不变(协变性)
: 相对论没有说物体不能超光速飞行,也没有说需要满足Causality
: 用数学语言说,狭义相对论只说明我们的时空结构满足poincare群,
: 注意,这是时空的几何结构,这个几何结构里面你怎么飞行,怎么超光速,
: 都没有限定.
: ok?
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c****p
发帖数: 380 | 35 说的你好像学懂了相对论似得。你说的这两大假设没错，但是相对论的重要结论之一就
是存在极限速度，而光速就等于极限速度。极限速度的一大特点就是对所有参考系都不
变。换句话说，如果你能跑到光速的速度那么你相对于任何参考系的速度都是不变的。
这是现代物理学的基石。
【在 m**********e 的大作中提到】
: 说明你根本没认真学过什么相对论
: 相对论基于2大假设:
: 1.光速在任何参考系都是恒定常数(c=常数)
: 2.物理规律对任何参考系不变(协变性)
: 相对论没有说物体不能超光速飞行,也没有说需要满足Causality
: 用数学语言说,狭义相对论只说明我们的时空结构满足poincare群,
: 注意,这是时空的几何结构,这个几何结构里面你怎么飞行,怎么超光速,
: 都没有限定.
: ok?
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B*********1
发帖数: 3181 | 36 对的，但这就是观测事实，没有任何数据能推翻
最重要的，相对论能作出预言，而且这些预言一一得到证实，所以它已经不仅仅是经验
，而是真理、科学
大傻不学无术，基于其它的假设毫无讨论的必要，你到天顶星也是同样的，也是这两个
前提被肯定
【在 m**********e 的大作中提到】
: 说明你根本没认真学过什么相对论
: 相对论基于2大假设:
: 1.光速在任何参考系都是恒定常数(c=常数)
: 2.物理规律对任何参考系不变(协变性)
: 相对论没有说物体不能超光速飞行,也没有说需要满足Causality
: 用数学语言说,狭义相对论只说明我们的时空结构满足poincare群,
: 注意,这是时空的几何结构,这个几何结构里面你怎么飞行,怎么超光速,
: 都没有限定.
: ok?
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R****2
发帖数: 342 | 37 好好好，我说的不清楚行了吧？我再说一次，我只说了，超光速信息要车翻相对论，并
没有说超光速信息不存在是相对论假设。
按相对论去推，如果信息传递超过光速存在，可以做出违反因果律的推论《-这个你不
否认吧？
相对论本身虽然没有去肯定或者否定因果律，但是
相对论 + 超光速信息 =》 反因果律
所以假设因果律正确=》相对论，超光速信息不能同时正确。
我承认我做出了额外的假设就是因果律成立，然后
我说，超光速信息存在得车翻相对论有什么问题么？
你要说我说的不对，除非
1 因果律这个假设不对，所以得不出超光速必须车掉相对论的推论<-但是讲道理这个假
设很过分么
2 相对论不可以推出超光速信息违反因果律《我记错或者有什么高级理论可以做到请不
吝指教
【在 m**********e 的大作中提到】
: 说明你根本没认真学过什么相对论
: 相对论基于2大假设:
: 1.光速在任何参考系都是恒定常数(c=常数)
: 2.物理规律对任何参考系不变(协变性)
: 相对论没有说物体不能超光速飞行,也没有说需要满足Causality
: 用数学语言说,狭义相对论只说明我们的时空结构满足poincare群,
: 注意,这是时空的几何结构,这个几何结构里面你怎么飞行,怎么超光速,
: 都没有限定.
: ok?
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c****p
发帖数: 380 | 38 那你仰望星空看见相距几十万光年的星星发出的光同样应该感到更奇怪，因为连人类都
可以直接感知。但请注意，跟电磁波一样，引力传播的速度是不能超过光速的。但如果
你有限的脑容量的揣测能让你感到心潮澎湃，那OK
【在 j******r 的大作中提到】
: 俺的第七感告诉俺引力不能被统一的问题就是因为这一宗教。小学的时候就注意到这个
: 问题。如果引力子存在，而又是（亚）光速运行的，相差几十万光年的星体的相互吸引
: 一定很怪。
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m**********e
发帖数: 12525 | 39 狭义相对论没有强制因果律(Causality),也没有强制不能超光速
从数学上说,狭义相对论只说了一件事情,就是四维时空满足poincare群
【在 R****2 的大作中提到】
: 好好好，我说的不清楚行了吧？我再说一次，我只说了，超光速信息要车翻相对论，并
: 没有说超光速信息不存在是相对论假设。
: 按相对论去推，如果信息传递超过光速存在，可以做出违反因果律的推论《-这个你不
: 否认吧？
: 相对论本身虽然没有去肯定或者否定因果律，但是
: 相对论 + 超光速信息 =》 反因果律
: 所以假设因果律正确=》相对论，超光速信息不能同时正确。
: 我承认我做出了额外的假设就是因果律成立，然后
: 我说，超光速信息存在得车翻相对论有什么问题么？
: 你要说我说的不对，除非
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R****2
发帖数: 342 | 40 是我语文不好么么
我不是说了
我并没有说相对论本身要求因果律
只是说相对论+超光速信息违反因果律
所以在假设因果律成立的情况下，要做到超光速通信等于推翻或者修改相对论
有问题么？
【在 m**********e 的大作中提到】
: 狭义相对论没有强制因果律(Causality),也没有强制不能超光速
: 从数学上说,狭义相对论只说了一件事情,就是四维时空满足poincare群
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j******r
发帖数: 3327 | 41 你可以理解为所谓光速只是我们所能观察到的光速。在整数域中的无穷大（光速），在
康托的更高层次数域中只是一个普通的存在。在物理上，观察就是一个函数，输入一个
现象，输出一个（整）数。由于我们的观察手段有限，无论如何高的速度，我们观察到
的最高就是光速。同理也有量子力学的测不准性。测不准是因为测量结果是整数。量子
纠缠“绝对”安全的前提也是我们的观察手段落后。
【在 s*****V 的大作中提到】
: 超过光速的话，洛伦茨变换出来的都是虚数，有什么物理意义？
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m**********e
发帖数: 12525 | 42 你对相对论的理解,还停留在大学一年级的水平上
【在 c****p 的大作中提到】
: 说的你好像学懂了相对论似得。你说的这两大假设没错，但是相对论的重要结论之一就
: 是存在极限速度，而光速就等于极限速度。极限速度的一大特点就是对所有参考系都不
: 变。换句话说，如果你能跑到光速的速度那么你相对于任何参考系的速度都是不变的。
: 这是现代物理学的基石。
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s******y
发帖数: 28562 | 43 不是这样的。
信息其实是在双方手头上已经有的纠缠对之间传输的。
光纤里发过去的光子其实是用来补充新的纠缠对的，也就是说，其实发过去的是一个“
媒体”或“介质”而不是信息本身。
那个主贴的科普文章把很多关键点都搞错了。其实那个光纤和卫星传的，都是用来补充
介质的通道。其实并不直接传信息。原作者说的那个什么“一跺脚就会影响通信质量的
说法”并不准确。因为一旦量子纠缠发生了，而且双方都拿到了量子对的话，你就算双
方中间爆炸个原子弹都无法阻止量子纠缠的信息传递。所以这个量子传递通道皮实的很
。根本不象他说的那么脆弱。
但是现在的技术难点其实在于要产生一大堆事先纠缠好的光子，然后在发射和接收过程
中需要防止消相干的事情发生破坏纠缠。现在的攻关重点其实是在如何检测
发过来的一堆光子的纠缠质量如何。这个就需要一些trick, 但是解决方案其
实都是属于工程范畴的，基本上不涉及任何理论上的突破。说穿了，也无非就是要用多
少个量子对来重复每一个数据，以及如何随机的抽查发过来的一堆光量子是否还处于纠
缠状态。还有就是在什么情况下决定那些光量子全部都不能用而需要发新的过来。
【在 p*a 的大作中提到】
: 谢谢，如果是这样，对我这个工程师来说，我的理解就是所谓量子通信物理本质上就是
: 激光通信。只是使用了新的编码技术。
: 我的理解对吧？
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B*********1
发帖数: 3181 | 44 讨论观察不到的东西有何意义，至少已经超出科学的范畴了
我说天上有两个月亮，只是谁也看不到另外那个，而且同样也是既不能证伪、也不能证
实，这就不再是“物理”学了
【在 j******r 的大作中提到】
: 你可以理解为所谓光速只是我们所能观察到的光速。在整数域中的无穷大（光速），在
: 康托的更高层次数域中只是一个普通的存在。在物理上，观察就是一个函数，输入一个
: 现象，输出一个（整）数。由于我们的观察手段有限，无论如何高的速度，我们观察到
: 的最高就是光速。同理也有量子力学的测不准性。测不准是因为测量结果是整数。量子
: 纠缠“绝对”安全的前提也是我们的观察手段落后。
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c****p
发帖数: 380 | 45 你除了会蹦几个名词还会啥？
【在 m**********e 的大作中提到】
: 你对相对论的理解,还停留在大学一年级的水平上
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s******y
发帖数: 28562 | 46 至于这个超光速的问题大家就不要扯了。
科大郭光灿和李传锋教组的最近的一篇文章直接回答了这个问题，结论就是，虽然在局
部情况下量子通信可以在表面上超光速。如果考虑到初始化条件以及统计因素，有效的
量子通信最多只能达到光速。
【在 B*********1 的大作中提到】
: 讨论观察不到的东西有何意义，至少已经超出科学的范畴了
: 我说天上有两个月亮，只是谁也看不到另外那个，而且同样也是既不能证伪、也不能证
: 实，这就不再是“物理”学了
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n********d
发帖数: 7676 | 47 你搞生物的也来掺和啊。跺一跺脚和雾霾是一个道理都会造成通信中断，你的明白？
【在 s******y 的大作中提到】
: 不是这样的。
: 信息其实是在双方手头上已经有的纠缠对之间传输的。
: 光纤里发过去的光子其实是用来补充新的纠缠对的，也就是说，其实发过去的是一个“
: 媒体”或“介质”而不是信息本身。
: 那个主贴的科普文章把很多关键点都搞错了。其实那个光纤和卫星传的，都是用来补充
: 介质的通道。其实并不直接传信息。原作者说的那个什么“一跺脚就会影响通信质量的
: 说法”并不准确。因为一旦量子纠缠发生了，而且双方都拿到了量子对的话，你就算双
: 方中间爆炸个原子弹都无法阻止量子纠缠的信息传递。所以这个量子传递通道皮实的很
: 。根本不象他说的那么脆弱。
: 但是现在的技术难点其实在于要产生一大堆事先纠缠好的光子，然后在发射和接收过程
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j******r
发帖数: 3327 | 48 在物理世界里还是有乌云的。观察不到也就是现在观察不到。或者不能直接被观察到。
但是不排除可以间接验证（如以太、量子纠缠）。有数学理论作指南针，星辰大海们就
是去寻求新的观察手段，设计新的实验。然后一座新的大门就打开了。
【在 B*********1 的大作中提到】
: 讨论观察不到的东西有何意义，至少已经超出科学的范畴了
: 我说天上有两个月亮，只是谁也看不到另外那个，而且同样也是既不能证伪、也不能证
: 实，这就不再是“物理”学了
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m**********e
发帖数: 12525 | 49 这里没人说量子通信超光速
这里说的是,超光速是否违反狭义相对论
我说的是,狭义相对论没有任何对能否超光速的描述
一堆三脚猫跳出来说狭义相对论说了不能超光速
【在 s******y 的大作中提到】
: 至于这个超光速的问题大家就不要扯了。
: 科大郭光灿和李传锋教组的最近的一篇文章直接回答了这个问题，结论就是，虽然在局
: 部情况下量子通信可以在表面上超光速。如果考虑到初始化条件以及统计因素，有效的
: 量子通信最多只能达到光速。
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n********d
发帖数: 7676 | 50 俺就是民科。呵呵。专业是码农，通信，和密码。
【在 B*********1 的大作中提到】
: 科普爽文，要是没有事实错误，投稿顶级杂志毫无压力
: 虽然“科普是民科之源”，但有这种水平，还是建议楼主把物理学里面的高大上理论都
: 来这么科普一遍。能达到这个级别通俗易懂和文笔的实在不多
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s******y
发帖数: 28562 | 51 这个你就真的误会了。跺脚雾霾什么的不会真的中断通信，其实只会导致新的介质不能
及时被补充，但是不会导致信息消失。
只要在工程设计上不要太白痴的话，都会在发送和接受的双方放有足够多的备份纠缠量
子对，可以在更新通道被暂时中断的时候用那些备份量子对继续传信息。
再强调一次，那个什么光纤也好卫星也好，传导的不是信息！而是介质！
举个非常简单的类比就是，那些发过去的光子就相当于是子弹，只要双方的子弹还没有
打光，那么通路暂时中断根本就不耽误打仗。
至于说我搞生物的，拜托，生物学里不是每个人都只会埋头杀老鼠的。
【在 n********d 的大作中提到】
: 你搞生物的也来掺和啊。跺一跺脚和雾霾是一个道理都会造成通信中断，你的明白？
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j******r
发帖数: 3327 | 52 举一个简单的例子：
一个现象，测量是一个函数，输出是一个整数。如果测量函数只是一个整数到整数的映
射，哪么需要无穷多次测量，才能准确观察到一个实数。无穷多次测量显然是不可能的。
但如果以整数的基数为单位的测量工具，可以直接把实数现象映射到整数。所以物理学
进入一个新纪元。也就是各种光学、电磁波现象作为观察手段。
我们知道这样的数域向上无穷无尽。下一步要找的就是以实数的基数为单位的测量工具
了。
【在 j******r 的大作中提到】
: 在物理世界里还是有乌云的。观察不到也就是现在观察不到。或者不能直接被观察到。
: 但是不排除可以间接验证（如以太、量子纠缠）。有数学理论作指南针，星辰大海们就
: 是去寻求新的观察手段，设计新的实验。然后一座新的大门就打开了。
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R****2
发帖数: 342 | 53 这里和你互喷的人基本都在说通信超光速
就你在那里立个一堆三脚猫跳出来说狭义相对论说了不能超光速风车一顿砍。。。
【在 m**********e 的大作中提到】
: 这里没人说量子通信超光速
: 这里说的是,超光速是否违反狭义相对论
: 我说的是,狭义相对论没有任何对能否超光速的描述
: 一堆三脚猫跳出来说狭义相对论说了不能超光速
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B*********1
发帖数: 3181 | 54 所谓观察手段肯定包括间接验证啊
另外你要想好，数学为什么是正确的？我是说用来作为物理工具的时候
【在 j******r 的大作中提到】
: 在物理世界里还是有乌云的。观察不到也就是现在观察不到。或者不能直接被观察到。
: 但是不排除可以间接验证（如以太、量子纠缠）。有数学理论作指南针，星辰大海们就
: 是去寻求新的观察手段，设计新的实验。然后一座新的大门就打开了。
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B*********1
发帖数: 3181 | 55
关于下面第二点，就比如你上面举出的实数的例子。。。为什么你认为客观物理世界是
实数的而不是整数的呢？量子论不就是说这个的吗
【在 j******r 的大作中提到】
: 举一个简单的例子：
: 一个现象，测量是一个函数，输出是一个整数。如果测量函数只是一个整数到整数的映
: 射，哪么需要无穷多次测量，才能准确观察到一个实数。无穷多次测量显然是不可能的。
: 但如果以整数的基数为单位的测量工具，可以直接把实数现象映射到整数。所以物理学
: 进入一个新纪元。也就是各种光学、电磁波现象作为观察手段。
: 我们知道这样的数域向上无穷无尽。下一步要找的就是以实数的基数为单位的测量工具
: 了。
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s*****V
发帖数: 21731 | 56 量子通信需要一个经典信道，就这一点就没法超光速了。
【在 s******y 的大作中提到】
: 至于这个超光速的问题大家就不要扯了。
: 科大郭光灿和李传锋教组的最近的一篇文章直接回答了这个问题，结论就是，虽然在局
: 部情况下量子通信可以在表面上超光速。如果考虑到初始化条件以及统计因素，有效的
: 量子通信最多只能达到光速。
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B*********1
发帖数: 3181 | 57 胖老师给说说，这些用普通非纠缠光量子有什么做不到的？
“信息其实是在双方手头上已经有的纠缠对之间传输的”，不检测不塌缩是吧？
但你这个检偏器的角度难道不是事先约好的？
所以本质上还不就是经典电磁波通信，也就是仍然还是普通光量子——“纠缠”纯属多余
【在 s******y 的大作中提到】
: 不是这样的。
: 信息其实是在双方手头上已经有的纠缠对之间传输的。
: 光纤里发过去的光子其实是用来补充新的纠缠对的，也就是说，其实发过去的是一个“
: 媒体”或“介质”而不是信息本身。
: 那个主贴的科普文章把很多关键点都搞错了。其实那个光纤和卫星传的，都是用来补充
: 介质的通道。其实并不直接传信息。原作者说的那个什么“一跺脚就会影响通信质量的
: 说法”并不准确。因为一旦量子纠缠发生了，而且双方都拿到了量子对的话，你就算双
: 方中间爆炸个原子弹都无法阻止量子纠缠的信息传递。所以这个量子传递通道皮实的很
: 。根本不象他说的那么脆弱。
: 但是现在的技术难点其实在于要产生一大堆事先纠缠好的光子，然后在发射和接收过程
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n********d
发帖数: 7676 | 58 你这个雾霾不阻断通信怎么理解？如果一直都有雾霾，你还能传吗？还有传导的不是信
息是介质是啥意思？啥介质？
【在 s******y 的大作中提到】
: 这个你就真的误会了。跺脚雾霾什么的不会真的中断通信，其实只会导致新的介质不能
: 及时被补充，但是不会导致信息消失。
: 只要在工程设计上不要太白痴的话，都会在发送和接受的双方放有足够多的备份纠缠量
: 子对，可以在更新通道被暂时中断的时候用那些备份量子对继续传信息。
: 再强调一次，那个什么光纤也好卫星也好，传导的不是信息！而是介质！
: 举个非常简单的类比就是，那些发过去的光子就相当于是子弹，只要双方的子弹还没有
: 打光，那么通路暂时中断根本就不耽误打仗。
: 至于说我搞生物的，拜托，生物学里不是每个人都只会埋头杀老鼠的。
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c****p
发帖数: 380 | 59 本着数学理论做指南针去探索物理定律的指导方针，建造了100亿的LHC，梦想找到超对
称粒子，结果只是再一次证明了标准模型的正确性。因此，用数学理论去探索物理问题
根本就是缘木求鱼。
【在 j******r 的大作中提到】
: 在物理世界里还是有乌云的。观察不到也就是现在观察不到。或者不能直接被观察到。
: 但是不排除可以间接验证（如以太、量子纠缠）。有数学理论作指南针，星辰大海们就
: 是去寻求新的观察手段，设计新的实验。然后一座新的大门就打开了。
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B*********1
发帖数: 3181 | 60 专业的一般写不出这种水平的科普文来
除了文笔，他们会把很多东西都当作“这么明显”、看成理所当然的，认为受众早就都
知道
【在 n********d 的大作中提到】
: 俺就是民科。呵呵。专业是码农，通信，和密码。
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j******r
发帖数: 3327 | 61 你也可以想想为啥近代以来CS理论家大多同时是“理论物理学家”。量子计算的数学基
础是什么？能否成为我说的通向比实数域更高一层的大门？CS里的“计算”和物理中的
“测量/观察”本质上就没有区别。
如薛定谔的猫在CS中简单得不能再简单。整个密室就是一程序/图灵机。你根据经验知
道输出是0/1的概率50/50（或其它比例）。问题是不存在一个不运行程序而能够预知结
果的方法（图灵机）。这是图灵的一大贡献以及为何图灵机成为标准模型。所以不运行
程序/观察，永远不知道猫是死是活。
码工用的数学是这么多学科中最现代化的。
【在 B*********1 的大作中提到】
: 所谓观察手段肯定包括间接验证啊
: 另外你要想好，数学为什么是正确的？我是说用来作为物理工具的时候
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m**********e
发帖数: 12525 | 62 超对称跟标准模型矛盾吗?
【在 c****p 的大作中提到】
: 本着数学理论做指南针去探索物理定律的指导方针，建造了100亿的LHC，梦想找到超对
: 称粒子，结果只是再一次证明了标准模型的正确性。因此，用数学理论去探索物理问题
: 根本就是缘木求鱼。
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n********d
发帖数: 7676 | 63 这种东西除了我这种民科没人敢写。现在这些搞量子通信的，对着工程师淡物理，对着
物理专家谈工程应用。没人敢说自己都懂。
【在 B*********1 的大作中提到】
: 专业的一般写不出这种水平的科普文来
: 除了文笔，他们会把很多东西都当作“这么明显”、看成理所当然的，认为受众早就都
: 知道
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j******r
发帖数: 3327 | 64 康托认为客观世界的层次无穷无尽。而我们只会数手指。人类到目前为止的科学成就就
是怎么把这些高级数影射为整数。如设计一试验，输出是0或者1。
【在 B*********1 的大作中提到】
: 专业的一般写不出这种水平的科普文来
: 除了文笔，他们会把很多东西都当作“这么明显”、看成理所当然的，认为受众早就都
: 知道
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c****p
发帖数: 380 | 65 写得真是挺不错的。讲清楚了量子通信的几个比较大的难题比如单光子传输等（虽然现
在已经有了解决方案）。不过，细节方面还需要再加工一下，量子计算跟量子通信的关
系没有说清楚，量子计算并不是用来加密的。另外，光子能量和每个脉冲的光子数目跟
正确值比都差了十几个数量级。。
【在 B*********1 的大作中提到】
: 专业的一般写不出这种水平的科普文来
: 除了文笔，他们会把很多东西都当作“这么明显”、看成理所当然的，认为受众早就都
: 知道
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c****p
发帖数: 380 | 66 不矛盾不代表是正确的。现有的实验结果一个超对称粒子都没找到，基本上已经把超对
称理论否定了。
【在 m**********e 的大作中提到】
: 超对称跟标准模型矛盾吗?
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m**********e
发帖数: 12525 | 67 你学过超对称吗?
【在 c****p 的大作中提到】
: 不矛盾不代表是正确的。现有的实验结果一个超对称粒子都没找到，基本上已经把超对
: 称理论否定了。
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j******r
发帖数: 3327 | 68 出国以后我有一老师，院士。门后挂着他的导师-导师族谱10多20代以上。有一次我在
他办公室里说起来，他说很难向（那帮）发房顶的（笨蛋）解释清楚自己的研究有多重
要。你自己很兴奋，别人不知道你在说什么。
我希望中国的院士清楚地意识到自己吃了人民的小米究竟想干什么。因为其实绝大多数
学者，其实不知道你要干什么，有什么意义。很明显我们这些民科都知道：所谓的通讯
卫星就是扯谈。
【在 n********d 的大作中提到】
: 这种东西除了我这种民科没人敢写。现在这些搞量子通信的，对着工程师淡物理，对着
: 物理专家谈工程应用。没人敢说自己都懂。
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R****2
发帖数: 342 | 69 这文章最大问题不是有错误是春秋笔法阿。。。
你这文章从头到尾透着一种我是来揭批而不是科普的感觉好吧。。。。
比如，只谈即使安全可靠分配了密钥，接下去还是得靠对称加密。不谈目前来说对称密
码相对传统的密钥分配方式来说还是相对安全的一环所以量子密钥分配其实是补强较弱
的一环之类。
虽然这东西意义没有党国吹的那么大，但是用一种评价一文不名的东西的语气谈也是不
客观吧。。
【在 n********d 的大作中提到】
: 这种东西除了我这种民科没人敢写。现在这些搞量子通信的，对着工程师淡物理，对着
: 物理专家谈工程应用。没人敢说自己都懂。
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n********d
发帖数: 7676 | 70 我可没说一文不名。你误会了。但是花几十亿，我确实觉得多了。
【在 R****2 的大作中提到】
: 这文章最大问题不是有错误是春秋笔法阿。。。
: 你这文章从头到尾透着一种我是来揭批而不是科普的感觉好吧。。。。
: 比如，只谈即使安全可靠分配了密钥，接下去还是得靠对称加密。不谈目前来说对称密
: 码相对传统的密钥分配方式来说还是相对安全的一环所以量子密钥分配其实是补强较弱
: 的一环之类。
: 虽然这东西意义没有党国吹的那么大，但是用一种评价一文不名的东西的语气谈也是不
: 客观吧。。
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n********d
发帖数: 7676 | 71 我看了一下量子通信股市板块，连量子光交换机都出来了。真是太牛逼了。
【在 n********d 的大作中提到】
: 我可没说一文不名。你误会了。但是花几十亿，我确实觉得多了。
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s******y
发帖数: 28562 | 72 吐血。我以前在学术版就这个问题做过科普的，但是最后不知道被哪个版务还是站务过
了几天后偷偷删了。几千字我才说清楚的，你让我在这里一两句话说清楚谈何容易！
但是我勉为其难的这么解释一下吧，
首先，你的理解是错误的，光量子的信息传输其实是在两个纠缠好的量子之间进行的。
应该这么理解。
在成功的初始化建立起来一个秘密的通道后，双方手头上有8个纠缠好了的量子，而且
双方都通过这个秘密通道知道了这些量子的初始状态，比方说都是00000000。然后，然
后甲方就可以对他手上的量子进行操作，做了改变的就是1，没有改变的就是0。然后乙
方一测手头上的量子，发现最后一个和倒数第三个量子被操作过了，所以他就知道甲方
想发过来的信号是0000101这个序列。在这个发送信息的过程中，双方都在两个不同的
地方按时间先后来进行操作和测量，而光量子是事先就发过来的了，并不需要在发信息
的时候从新发过来。
也就是说，发过来的光量子只不过就是一个让甲和乙进行操作而用的介质。它被发过来
的时候其实是全新的，里面并没有写入任何信息。信息其实是在甲方确认乙方成功
接受到那些量子之后，通过对他本地手头上的量子的操作进行发送的。
所以这个信息和光量子本身是独立分开发的，这个就是它和传统通信的一个
关键的不同之处。我换一个打比方，就是那些光子其实就是一张张信纸，但是上面什么
都没有写。等甲方确定乙方成功收到那个信纸了，他就在他手上的信纸上写
“老邢是个大傻X", 然后乙方手上的信纸立刻就显示出来同样的字样。这么说明白了吧？
这个通信方式能否保密的最最最关键的地方，就是如何进行这个初始化。这也就是为什
么一大堆人喋喋不休的说量子通信的BB84方案有理论漏洞，也是为什么一些粗粗读了几
本通信书的人经常作恍然大悟党如获至宝的跑出来装忧国忧民状说量子通信是骗人的。
他们的质疑其实都是因为这个初始化的问题引起的。可笑的是那些在这个上面纠缠不休
的ID 根本就没有读过潘和郭的有关文章，根本就不知道说BB84的这个理论漏洞是可以
用物理方法解决的。一个最简单的解决方法就是通信的双方直接见一次面，然后直接交
给对方一堆纠缠好的量子用来做将来的初始化的第一步，这样就可以直接堵上这个漏洞
。虽然这个物理前提会降低量子通信的可应用范围，但是在保密性上是可以完全弥补这
个漏洞的。
多余
【在 B*********1 的大作中提到】
: 胖老师给说说，这些用普通非纠缠光量子有什么做不到的？
: “信息其实是在双方手头上已经有的纠缠对之间传输的”，不检测不塌缩是吧？
: 但你这个检偏器的角度难道不是事先约好的？
: 所以本质上还不就是经典电磁波通信，也就是仍然还是普通光量子——“纠缠”纯属多余
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j******r
发帖数: 3327 | 73 参考：纳米科技
【在 n********d 的大作中提到】
: 我看了一下量子通信股市板块，连量子光交换机都出来了。真是太牛逼了。
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n********d
发帖数: 7676 | 74 你这就是teleportation了吧。就是传state。如果能teleportation，当然不怕雾霾了。
【在 s******y 的大作中提到】
: 吐血。我以前在学术版就这个问题做过科普的，但是最后不知道被哪个版务还是站务过
: 了几天后偷偷删了。几千字我才说清楚的，你让我在这里一两句话说清楚谈何容易！
: 但是我勉为其难的这么解释一下吧，
: 首先，你的理解是错误的，光量子的信息传输其实是在两个纠缠好的量子之间进行的。
: 应该这么理解。
: 在成功的初始化建立起来一个秘密的通道后，双方手头上有8个纠缠好了的量子，而且
: 双方都通过这个秘密通道知道了这些量子的初始状态，比方说都是00000000。然后，然
: 后甲方就可以对他手上的量子进行操作，做了改变的就是1，没有改变的就是0。然后乙
: 方一测手头上的量子，发现最后一个和倒数第三个量子被操作过了，所以他就知道甲方
: 想发过来的信号是0000101这个序列。在这个发送信息的过程中，双方都在两个不同的
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R****2
发帖数: 342 | 75 主要你许多语气都是一股浓浓的讽刺味道给人一种是在反讽的感觉哎
不过在这里不这么搞估计撕不起来吧
另外你说中继转电子不靠谱一段说的不对，side channel attack一贯都是独立来讨论
的，RSA的side channel attack满天都是，也没人把这个作为RSA不靠谱的论据，side
channel attack基本都是见招拆招了。
不过如果你这文章打算修改下转载的话，建议量子计算机那段分一下，有点太乱了。
【在 n********d 的大作中提到】
: 我可没说一文不名。你误会了。但是花几十亿，我确实觉得多了。
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n********d
发帖数: 7676 | 76 确实乱。想哪就说哪。本来也没打算干嘛。闲着也是闲着。
side
【在 R****2 的大作中提到】
: 主要你许多语气都是一股浓浓的讽刺味道给人一种是在反讽的感觉哎
: 不过在这里不这么搞估计撕不起来吧
: 另外你说中继转电子不靠谱一段说的不对，side channel attack一贯都是独立来讨论
: 的，RSA的side channel attack满天都是，也没人把这个作为RSA不靠谱的论据，side
: channel attack基本都是见招拆招了。
: 不过如果你这文章打算修改下转载的话，建议量子计算机那段分一下，有点太乱了。
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s******y
发帖数: 28562 | 77 对。就是teleportation，就是传state。
光纤啊卫星啊什么的，其实是用来更新纠缠好的量子对的，不是直接用来传信号的。而
且建立这个传输量子的时间和通信时间无关。比方说你可以一口气传过去够3天用的量
子，然后在后面三天慢慢的用手头上这些纠缠量子来进行通信。在此期间，不要说雾霾
了，就算你在中间放个原子弹都无所谓。
了。
【在 n********d 的大作中提到】
: 你这就是teleportation了吧。就是传state。如果能teleportation，当然不怕雾霾了。
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n********d
发帖数: 7676 | 78 所以我说你们跟工程师忽悠teleportation，然后就可以嘲笑通信工程师了。呵呵。你
们这么牛逼的teleportation，怎么还用近地卫星啊?还只能几十公里光纤啊？
【在 s******y 的大作中提到】
: 对。就是teleportation，就是传state。
: 光纤啊卫星啊什么的，其实是用来更新纠缠好的量子对的，不是直接用来传信号的。而
: 且建立这个传输量子的时间和通信时间无关。比方说你可以一口气传过去够3天用的量
: 子，然后在后面三天慢慢的用手头上这些纠缠量子来进行通信。在此期间，不要说雾霾
: 了，就算你在中间放个原子弹都无所谓。
:
: 了。
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n********d
发帖数: 7676 | 79 都是老路子，忽悠个物理概念，然后量子光交换机就出来了。搞工程的人实在，不懂什
么teleportation，纠缠态啊。问题是你这个量子光交换机用你在paper里忽悠的东西了
吗？
【在 j******r 的大作中提到】
: 参考：纳米科技
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c****p
发帖数: 380 | 80 很可惜胖老师您对量子通信的理解是错误的。如果真的如同你说的甲选择性得操作，乙
测量以后就可以知道甲操作了哪几个粒子的话，那么超光速通信就可以实现了。这显然
是违背了相对论。真实发生的情况是，当甲和乙共享了纠缠的光子以后，甲在每个光子
上随机选择一种测量形式进行测量，乙也在对应的光子上随机选择一种测量形式进行测
量。然后他们再在公共信道上比较对每个光子的测量形式，在测量形式相同的情况下他
们的测量结果就是相同的，而这些结果可以作为秘钥保留下来。他们然后把测量形式不
同时的那些结果舍弃。可以想象，如果一个窃听者仅仅知道双方的测量形式是没有办法
知道对应的测量结果的，也就是安全性的来源。
【在 s******y 的大作中提到】
: 吐血。我以前在学术版就这个问题做过科普的，但是最后不知道被哪个版务还是站务过
: 了几天后偷偷删了。几千字我才说清楚的，你让我在这里一两句话说清楚谈何容易！
: 但是我勉为其难的这么解释一下吧，
: 首先，你的理解是错误的，光量子的信息传输其实是在两个纠缠好的量子之间进行的。
: 应该这么理解。
: 在成功的初始化建立起来一个秘密的通道后，双方手头上有8个纠缠好了的量子，而且
: 双方都通过这个秘密通道知道了这些量子的初始状态，比方说都是00000000。然后，然
: 后甲方就可以对他手上的量子进行操作，做了改变的就是1，没有改变的就是0。然后乙
: 方一测手头上的量子，发现最后一个和倒数第三个量子被操作过了，所以他就知道甲方
: 想发过来的信号是0000101这个序列。在这个发送信息的过程中，双方都在两个不同的
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h******k
发帖数: 15372 | 81 这个太科幻了。。。我想知道这两边“纠缠好的”量子对之间的状态是通过什么东西来
传递它们的状态信息的，无论是什么场或者什么力，总得有个东西负责传递吧，即使引
力都有引力波/引力子来传递呢。
【在 s******y 的大作中提到】
: 对。就是teleportation，就是传state。
: 光纤啊卫星啊什么的，其实是用来更新纠缠好的量子对的，不是直接用来传信号的。而
: 且建立这个传输量子的时间和通信时间无关。比方说你可以一口气传过去够3天用的量
: 子，然后在后面三天慢慢的用手头上这些纠缠量子来进行通信。在此期间，不要说雾霾
: 了，就算你在中间放个原子弹都无所谓。
:
: 了。
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s*****V
发帖数: 21731 | 82 teleportation需要一个经典信道，除了一对纠缠粒子，Alice还是需要做一次测量，并
把自己的测量结果通过经典信道告诉BOB, BOB才能把原来的态回复出来。
【在 s******y 的大作中提到】
: 对。就是teleportation，就是传state。
: 光纤啊卫星啊什么的，其实是用来更新纠缠好的量子对的，不是直接用来传信号的。而
: 且建立这个传输量子的时间和通信时间无关。比方说你可以一口气传过去够3天用的量
: 子，然后在后面三天慢慢的用手头上这些纠缠量子来进行通信。在此期间，不要说雾霾
: 了，就算你在中间放个原子弹都无所谓。
:
: 了。
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c****p
发帖数: 380 | 83 没有嘲笑工程师，相反我认为量子通信很大程度上就是一个工程学的问题。
teleportation是可以做，而且未来肯定是作为量子中继器的一个必要组成部分的。现
在的技术瓶颈不在teleportation本身，而在量子内存。就是你在teleportation之前要
有地方存你要发送的量子态和用来teleport的纠缠对，而且存储时间要长，同时要是高
保真度的，这目前在技术上还做不到。
【在 n********d 的大作中提到】
: 所以我说你们跟工程师忽悠teleportation，然后就可以嘲笑通信工程师了。呵呵。你
: 们这么牛逼的teleportation，怎么还用近地卫星啊?还只能几十公里光纤啊？
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c****p
发帖数: 380 | 84 没有任何东西传递，也没有任何信息交换。之所以这样是因为这两个粒子本身就是强关
联的。举个经典物理的例子：两枚硬币贴在一起随机投一次，然后把他们分开到两个黑
盒子发给两个相距很远的人。在打开黑盒子的时候，甲看到硬币人头朝上乙也一定会看
到硬币人头朝上，反之亦然。打开盒子后没有发生任何信息交换。当然，量子力学说的
纠缠粒子的关联性比这个经典的例子还要强很多。
【在 h******k 的大作中提到】
: 这个太科幻了。。。我想知道这两边“纠缠好的”量子对之间的状态是通过什么东西来
: 传递它们的状态信息的，无论是什么场或者什么力，总得有个东西负责传递吧，即使引
: 力都有引力波/引力子来传递呢。
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j******r
发帖数: 3327 | 85 如果潘真的这样写，他这个量子保密/安全通信就是一个骗局
的ID 根本就没有读过潘和郭的有关文章，根本就不知道说BB84的这个理论漏洞是可以
用物理方法解决的。一个最简单的解决方法就是通信的双方直接见一次面，然后直接交
给对方一堆纠缠好的量子用来做
【在 s******y 的大作中提到】
: 对。就是teleportation，就是传state。
: 光纤啊卫星啊什么的，其实是用来更新纠缠好的量子对的，不是直接用来传信号的。而
: 且建立这个传输量子的时间和通信时间无关。比方说你可以一口气传过去够3天用的量
: 子，然后在后面三天慢慢的用手头上这些纠缠量子来进行通信。在此期间，不要说雾霾
: 了，就算你在中间放个原子弹都无所谓。
:
: 了。
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B*********1
发帖数: 3181 | 86 lol 委实被胖老师的信息震撼住了。。。如果真的是这样，那牛逼大发了
从逻辑上来质疑一下的话，多处都提到潘的量子通信，是“一旦有人窃听你立刻就知道
，而且窃听者解读不出信息，也就是说，实现了物理原理层面的绝对保密”。但以这种
方式，谁还能搞窃听啊，有点与宣传的不符
而且目前所有的ERP实验，从来没人提到对一端的量子进行操作改变其状态这码事，都
是被动观测验证。。。要是这么先进，还搞个贝尔不等式干什么，直接做个这样的测试
不就结了
【在 s******y 的大作中提到】
: 吐血。我以前在学术版就这个问题做过科普的，但是最后不知道被哪个版务还是站务过
: 了几天后偷偷删了。几千字我才说清楚的，你让我在这里一两句话说清楚谈何容易！
: 但是我勉为其难的这么解释一下吧，
: 首先，你的理解是错误的，光量子的信息传输其实是在两个纠缠好的量子之间进行的。
: 应该这么理解。
: 在成功的初始化建立起来一个秘密的通道后，双方手头上有8个纠缠好了的量子，而且
: 双方都通过这个秘密通道知道了这些量子的初始状态，比方说都是00000000。然后，然
: 后甲方就可以对他手上的量子进行操作，做了改变的就是1，没有改变的就是0。然后乙
: 方一测手头上的量子，发现最后一个和倒数第三个量子被操作过了，所以他就知道甲方
: 想发过来的信号是0000101这个序列。在这个发送信息的过程中，双方都在两个不同的
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c****p
发帖数: 380 | 87 胖老师在物理方面比较业余。BB84根本不需要纠缠就可以实现。而且BB84的安全性证明
已经全部完成，根本不存在所谓的初始化问题，协议本身也不存在任何安全性漏洞。
【在 j******r 的大作中提到】
: 如果潘真的这样写，他这个量子保密/安全通信就是一个骗局
:
: 的ID 根本就没有读过潘和郭的有关文章，根本就不知道说BB84的这个理论漏洞是可以
: 用物理方法解决的。一个最简单的解决方法就是通信的双方直接见一次面，然后直接交
: 给对方一堆纠缠好的量子用来做
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h******k
发帖数: 15372 | 88 Ok，我想大概可以这么理解你们所说的量子通讯：
量子通讯就是事先准备好两本一模一样的书，这俩书只有发送和接收的人知道，通讯的
时候发送方通过传统信道高速接收方第142页的327个字，第274页的第198个字，这样就
完成了信息传递，即使敌人截获了第几页第几个字的测量解读方法信息也无法破解通讯
内容，所以不会泄密。量子通讯的卖点是有某种量子理论保证这两本书中的任何一本被
任何中间人偷看后书都会自动毁掉。
是这样吧？
【在 c****p 的大作中提到】
: 没有任何东西传递，也没有任何信息交换。之所以这样是因为这两个粒子本身就是强关
: 联的。举个经典物理的例子：两枚硬币贴在一起随机投一次，然后把他们分开到两个黑
: 盒子发给两个相距很远的人。在打开黑盒子的时候，甲看到硬币人头朝上乙也一定会看
: 到硬币人头朝上，反之亦然。打开盒子后没有发生任何信息交换。当然，量子力学说的
: 纠缠粒子的关联性比这个经典的例子还要强很多。
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s******y
发帖数: 28562 | 89 晕。这个他们当然不是这样写的。我只不过是告诉大家说这些所谓的漏洞有很多种方法
可以解决。我说的那个直接见面的方法是一个最粗暴的解决方案。刚才另外一个人说的
那个在公开通道上公布测量结果是另外一种初始化方案。不过他说错的一点是把那个当
成了传输的方案。
【在 j******r 的大作中提到】
: 如果潘真的这样写，他这个量子保密/安全通信就是一个骗局
:
: 的ID 根本就没有读过潘和郭的有关文章，根本就不知道说BB84的这个理论漏洞是可以
: 用物理方法解决的。一个最简单的解决方法就是通信的双方直接见一次面，然后直接交
: 给对方一堆纠缠好的量子用来做
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c****p
发帖数: 380 | 90 嗯，理解基本正确。保证任何一本被任何中间人偷看书就会自动毁掉是通过纠缠来实现
的。具体来讲就是用的纠缠态的“一夫一妻”的性质。如果我们的两本书是纠缠的，那
么就保证不会有第三本书跟我们纠缠了。
【在 h******k 的大作中提到】
: Ok，我想大概可以这么理解你们所说的量子通讯：
: 量子通讯就是事先准备好两本一模一样的书，这俩书只有发送和接收的人知道，通讯的
: 时候发送方通过传统信道高速接收方第142页的327个字，第274页的第198个字，这样就
: 完成了信息传递，即使敌人截获了第几页第几个字的测量解读方法信息也无法破解通讯
: 内容，所以不会泄密。量子通讯的卖点是有某种量子理论保证这两本书中的任何一本被
: 任何中间人偷看后书都会自动毁掉。
: 是这样吧？
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s******y
发帖数: 28562 | 91 如果我没有搞错的话你说的这个方案其实是使用BB84protocl一种初始化的方案。而且
你说的并不完全准确。因为这个方法还是有可能被破解的。
另外，现在的确在表面上（注意只是在表面上）量子通信是可以超光速的。
科大的另外一个量子组，郭光灿和李传峰最新的文章就是说这个
问题的,说是在局部可以在表面速度超过光速的1.9倍。但是考虑到初始化和统计问题
之后最后的结论是在总体上不能真正的超光速。
【在 c****p 的大作中提到】
: 很可惜胖老师您对量子通信的理解是错误的。如果真的如同你说的甲选择性得操作，乙
: 测量以后就可以知道甲操作了哪几个粒子的话，那么超光速通信就可以实现了。这显然
: 是违背了相对论。真实发生的情况是，当甲和乙共享了纠缠的光子以后，甲在每个光子
: 上随机选择一种测量形式进行测量，乙也在对应的光子上随机选择一种测量形式进行测
: 量。然后他们再在公共信道上比较对每个光子的测量形式，在测量形式相同的情况下他
: 们的测量结果就是相同的，而这些结果可以作为秘钥保留下来。他们然后把测量形式不
: 同时的那些结果舍弃。可以想象，如果一个窃听者仅仅知道双方的测量形式是没有办法
: 知道对应的测量结果的，也就是安全性的来源。
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B*********1
发帖数: 3181 | 92 如果不用“一夫一妻”，而是用单个光子（号称“光棍”），有什么技术上的问题没有？
我是说能不能等价实现？
【在 c****p 的大作中提到】
: 嗯，理解基本正确。保证任何一本被任何中间人偷看书就会自动毁掉是通过纠缠来实现
: 的。具体来讲就是用的纠缠态的“一夫一妻”的性质。如果我们的两本书是纠缠的，那
: 么就保证不会有第三本书跟我们纠缠了。
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s******y
发帖数: 28562 | 93 不能。必须用纠缠光子才能进行量子传输。
有？
【在 B*********1 的大作中提到】
: 如果不用“一夫一妻”，而是用单个光子（号称“光棍”），有什么技术上的问题没有？
: 我是说能不能等价实现？
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j******r
发帖数: 3327 | 94 他们鸡冻了半天，其实就是人类用了无数年的共享密码本。两人先见一面就是用巡洋舰
运送密码本到海外基地。然后定时启用某页某行的密码。所以我说图灵在世在坟墓里会
笑死。
【在 h******k 的大作中提到】
: Ok，我想大概可以这么理解你们所说的量子通讯：
: 量子通讯就是事先准备好两本一模一样的书，这俩书只有发送和接收的人知道，通讯的
: 时候发送方通过传统信道高速接收方第142页的327个字，第274页的第198个字，这样就
: 完成了信息传递，即使敌人截获了第几页第几个字的测量解读方法信息也无法破解通讯
: 内容，所以不会泄密。量子通讯的卖点是有某种量子理论保证这两本书中的任何一本被
: 任何中间人偷看后书都会自动毁掉。
: 是这样吧？
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B*********1
发帖数: 3181 | 95 非纠的单个光子，其量子态同样不可复制，而且不是比纠缠态的可靠多了？
【在 s******y 的大作中提到】
: 不能。必须用纠缠光子才能进行量子传输。
:
: 有？
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s******y
发帖数: 28562 | 96 如果使用BB 84 protocol, 就是crabpp 同学说的那个方案，的确可以使用不纠缠的光
子来进行密钥传输。这个方法可以被动的检测通道中是否有人在偷听，从而让通信的双
方知道这个通道是否安全。但是这个方案不能直接的防止偷听。
【在 B*********1 的大作中提到】
: 非纠的单个光子，其量子态同样不可复制，而且不是比纠缠态的可靠多了？
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s******y
发帖数: 28562 | 97
另外，刚才我去查了一下墨子号卫星的工作原理图。看来他们就是用的BB84 protocol.
只能被动防偷听，而且在理论上其实是有破解可能性的。不过这个破解方案就算要真的
弄出来也得十来年吧。在那之后可能中国就已经过度到了不依赖BB 84 protocol 而直接
用量子纠缠来传数据的地步 ，那就会变成主动防偷听了。
http://mil.news.sina.com.cn/china/2016-08-29/doc-ifxvixeq0639403.shtml
【在 s******y 的大作中提到】
: 如果使用BB 84 protocol, 就是crabpp 同学说的那个方案，的确可以使用不纠缠的光
: 子来进行密钥传输。这个方法可以被动的检测通道中是否有人在偷听，从而让通信的双
: 方知道这个通道是否安全。但是这个方案不能直接的防止偷听。
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f****i
发帖数: 20252 | 98 太高深了
能解释一下纠缠态光子对如何产生，如何传输单个光子，然后怎么测量光子的状态吗？
【在 n********d 的大作中提到】
: 量子通信之不负责任科普
: 首先，量子通信分广义和狭义。广义是用纠缠态光子来做信息载体，就好像无线通信通
: 过无线波传信息，光通信通过光（一般是激光）传信息。广义量子通信有很玄的部分，
: 比如teleportation，就是说纠缠光子在无限远距离可以传送状态，近似于心灵感应。
: 这个理论上靠不靠谱咱不说，咱不搞物理，但是这个离实际应用似乎还有若干光年的距
: 离，所以这里咱不拿这个说事。好吧，如果你是物理专家，觉得这个很靠谱，很快就能
: 用来传hello world。那就不用往下看了。
: 那么不谈这个teleportation，就说说单光子的的传送吧。这个和心灵感应不同，是需
: 要发送光子到接收端的。这个大家都能接受，对吧？现在的量子通信是怎么做的呢？光
: 子是波啊，有波就有振动方向啊。这个方向在传输过程中如果不受干扰是不变的。物理
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f**********3
发帖数: 57 | 99 原文中``在量子通信里叫量子中继。同学们，这个量子中继可不容易啊。纠缠光子牺牲
了就
牺牲了，没法重生了。所以光放大是不行的。那么转成电信号呢？当然可以，但是你不
是纠缠光子了，电子很容易被窃听的啊。这个不就不安全了吗？''
--------是不是说：不需要量子中继了？ |
p*a
发帖数: 7676 | 100 谢谢，我是否可以这样理解：发送方产生一对纠缠的量子，然后把其中一个发给接收方
，接收方收到后检测该量子的状态。然后发送方对保存在自己手里的另一个量子进行调
制加载信息，因为非定域现象，此时接收方手里的量子就会同时显示出状态的改变，从
而实现了信息的传递。
如果这个理解是正确的，那么这也意味着在真正信息传输时，双方之间是没有任何经典
物理连接的。
所以，问题的关键还是那个非定域现象是否真实存在。如果不是，则上述过程是不可能
实现的。也就是说，无论采用什么名词，信息传递时双方就必须建立经典物理意义上的
通信链路。在这种情况下，所谓量子通信不过是一种新的加密方式而不是新的信号传递
方式。
我在这里讲的信息是指任何传送的信息，包括所谓密钥在内。
【在 s******y 的大作中提到】
: 不是这样的。
: 信息其实是在双方手头上已经有的纠缠对之间传输的。
: 光纤里发过去的光子其实是用来补充新的纠缠对的，也就是说，其实发过去的是一个“
: 媒体”或“介质”而不是信息本身。
: 那个主贴的科普文章把很多关键点都搞错了。其实那个光纤和卫星传的，都是用来补充
: 介质的通道。其实并不直接传信息。原作者说的那个什么“一跺脚就会影响通信质量的
: 说法”并不准确。因为一旦量子纠缠发生了，而且双方都拿到了量子对的话，你就算双
: 方中间爆炸个原子弹都无法阻止量子纠缠的信息传递。所以这个量子传递通道皮实的很
: 。根本不象他说的那么脆弱。
: 但是现在的技术难点其实在于要产生一大堆事先纠缠好的光子，然后在发射和接收过程
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p*******n
发帖数: 1928 | 101 还是我之前说的，不是在每个光子上测量，是在无数个光子上重复测量。看甲乙双方测
量的统计关联。这种情况下，深究超光速与否在技术层面上是没有意义的。首先，检测
关联必须用到传统信道。其次，统计测试必须重复测试。
: 很可惜胖老师您对量子通信的理解是错误的。如果真的如同你说的甲选择性得操
作，乙
: 测量以后就可以知道甲操作了哪几个粒子的话，那么超光速通信就可以实现了。
这显然
: 是违背了相对论。真实发生的情况是，当甲和乙共享了纠缠的光子以后，甲在每
个光子
: 上随机选择一种测量形式进行测量，乙也在对应的光子上随机选择一种测量形式
进行测
: 量。然后他们再在公共信道上比较对每个光子的测量形式，在测量形式相同的情
况下他
: 们的测量结果就是相同的，而这些结果可以作为秘钥保留下来。他们然后把测量
形式不
: 同时的那些结果舍弃。可以想象，如果一个窃听者仅仅知道双方的测量形式是没
有办法
: 知道对应的测量结果的，也就是安全性的来源。
【在 c****p 的大作中提到】
: 嗯，理解基本正确。保证任何一本被任何中间人偷看书就会自动毁掉是通过纠缠来实现
: 的。具体来讲就是用的纠缠态的“一夫一妻”的性质。如果我们的两本书是纠缠的，那
: 么就保证不会有第三本书跟我们纠缠了。
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p*a
发帖数: 7676 | 102 这个对量子通讯过程的描述比较容易理解。
【在 c****p 的大作中提到】
: 很可惜胖老师您对量子通信的理解是错误的。如果真的如同你说的甲选择性得操作，乙
: 测量以后就可以知道甲操作了哪几个粒子的话，那么超光速通信就可以实现了。这显然
: 是违背了相对论。真实发生的情况是，当甲和乙共享了纠缠的光子以后，甲在每个光子
: 上随机选择一种测量形式进行测量，乙也在对应的光子上随机选择一种测量形式进行测
: 量。然后他们再在公共信道上比较对每个光子的测量形式，在测量形式相同的情况下他
: 们的测量结果就是相同的，而这些结果可以作为秘钥保留下来。他们然后把测量形式不
: 同时的那些结果舍弃。可以想象，如果一个窃听者仅仅知道双方的测量形式是没有办法
: 知道对应的测量结果的，也就是安全性的来源。
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p*a
发帖数: 7676 | 103 这个对量子纠缠的解释我很容易理解。比什么BB64之类强多了。
如果这个解释是严格正确的，这也意味着纠缠的一对量子一旦分开，对其中一个量子状
态的改变实际上不会影响另一个量子的状态。或者说，所谓强关联仅仅发生在纠缠产生
的一瞬间而不是永久的。除非假定这对量子的状态在传输过程中不再改变，否则不能保
证接收方收到的量子一定与发送方相关。
比如那个硬币，传输中被人翻了过来不等于baoz存在发送方手中的另一个硬币也会自动
翻过来。
【在 c****p 的大作中提到】
: 没有任何东西传递，也没有任何信息交换。之所以这样是因为这两个粒子本身就是强关
: 联的。举个经典物理的例子：两枚硬币贴在一起随机投一次，然后把他们分开到两个黑
: 盒子发给两个相距很远的人。在打开黑盒子的时候，甲看到硬币人头朝上乙也一定会看
: 到硬币人头朝上，反之亦然。打开盒子后没有发生任何信息交换。当然，量子力学说的
: 纠缠粒子的关联性比这个经典的例子还要强很多。
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p*******n
发帖数: 1928 | 104 这里用硬币做比喻是有缺陷的，硬币的正反面相当于传统比特。实际上纠缠态传送的是
量子比特。量子比特在测量之前是没有固定值的。测量之后，可以得到1或者0的结果。
甲乙两方的测量结果具有统计关联性，比如乙方测得0，那么甲方必然是0。前提是量子
比特在传输过程中没有被干扰（比如窃听）或者损耗掉。
: 这个对量子纠缠的解释我很容易理解。比什么BB64之类强多了。
: 如果这个解释是严格正确的，这也意味着纠缠的一对量子一旦分开，对其
中一个
量子状
: 态的改变实际上不会影响另一个量子的状态。或者说，所谓强关联仅仅发
生在纠
缠产生
: 的一瞬间而不是永久的。除非假定这对量子的状态在传输过程中不再改变
，否则
不能保
: 证接收方收到的量子一定与发送方相关。
: 比如那个硬币，传输中被人翻了过来不等于baoz存在发送方手中的另一个
硬币也
会自动
: 翻过来。
【在 p*a 的大作中提到】
: 这个对量子纠缠的解释我很容易理解。比什么BB64之类强多了。
: 如果这个解释是严格正确的，这也意味着纠缠的一对量子一旦分开，对其中一个量子状
: 态的改变实际上不会影响另一个量子的状态。或者说，所谓强关联仅仅发生在纠缠产生
: 的一瞬间而不是永久的。除非假定这对量子的状态在传输过程中不再改变，否则不能保
: 证接收方收到的量子一定与发送方相关。
: 比如那个硬币，传输中被人翻了过来不等于baoz存在发送方手中的另一个硬币也会自动
: 翻过来。
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p*a
发帖数: 7676 | 105 谢谢，不过我觉得这个不影响那个硬币模型对量子通信的解释。
我觉得关键问题在于，
对一对宏观分离的纠缠态量子，其中一个状态的改变是否会导致另一个与其没有经典物
理连结关系的量子也改变状态。
简单来说，
首先，现在能直接地单独地分别测量两个量子之间的纠缠态么？还是必须一对对测量，
或者根本无法直接测量？我看了那么多所谓科普，没有一个对此给出明确的回答。
其次，能够单独改变一对宏观分隔开的纠缠的量子中的某一个量子的状态么？我也没看
到谁对此给出确定性的回答。
如果上述两点的答案都是可以的话，那么应该很容易设计一个实验来证明量子通信的可
行性了。比如把一对纠缠的光子先分到两个光路中，在其中一个光路中改变光子的状态
，看另一个光路中光子的状态是否会改变。可我从来没看到这样的实验。
实际上，如果上述两点都是否定的话，我不认为所谓量子通讯有什么它本来物理意义上
的可行性。
我猜，这量子纠缠态可能不能独立改变，必须一对量子一起改变，这才是所谓改变一个
必然改变另一个的强关联的本质。一旦两个量子分离，它们可能继续被描述为纠缠的，
但这一纠缠态不可再改变，那怕在测量前是未定的，就是说，一对纠缠的量子一旦产生
那就有且只有一个测量的结果，就像前面那个硬币试验一样。
【在 p*******n 的大作中提到】
: 这里用硬币做比喻是有缺陷的，硬币的正反面相当于传统比特。实际上纠缠态传送的是
: 量子比特。量子比特在测量之前是没有固定值的。测量之后，可以得到1或者0的结果。
: 甲乙两方的测量结果具有统计关联性，比如乙方测得0，那么甲方必然是0。前提是量子
: 比特在传输过程中没有被干扰（比如窃听）或者损耗掉。
:
:
: 这个对量子纠缠的解释我很容易理解。比什么BB64之类强多了。
:
: 如果这个解释是严格正确的，这也意味着纠缠的一对量子一旦分开，对其
: 中一个
: 量子状
:
: 态的改变实际上不会影响另一个量子的状态。或者说，所谓强关联仅仅发
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p*******n
发帖数: 1928 | 106 你的理解有些问题。
在测量之前，纠缠光子对中的任何一个都是处在非0非1态上。任何测量或者窃听，必然
使其中的一个光子从量子比特坍缩到经典状态下。而同时另一个光子也必然发生坍缩。
在坍缩之前的量子比特是不可探测的，因为任何探测必然引发坍缩。所以测量得到的必
然是经典状态。而坍缩后的经典状态之间具有统计关联性，这是建立在重复测量的基础
上的。至于为什么我们确信有量子比特的存在，这是因为统计测量表明任何一个量子比
特在测试结果为0为1都存在一定的几率，这也是建立在重复测量上的。
所以我觉得任何只谈量子纠缠不谈量子统计的科普都是耍流氓。很容易就让人产生单光
子超距作用的幻想。
【在 p*a 的大作中提到】
: 谢谢，不过我觉得这个不影响那个硬币模型对量子通信的解释。
: 我觉得关键问题在于，
: 对一对宏观分离的纠缠态量子，其中一个状态的改变是否会导致另一个与其没有经典物
: 理连结关系的量子也改变状态。
: 简单来说，
: 首先，现在能直接地单独地分别测量两个量子之间的纠缠态么？还是必须一对对测量，
: 或者根本无法直接测量？我看了那么多所谓科普，没有一个对此给出明确的回答。
: 其次，能够单独改变一对宏观分隔开的纠缠的量子中的某一个量子的状态么？我也没看
: 到谁对此给出确定性的回答。
: 如果上述两点的答案都是可以的话，那么应该很容易设计一个实验来证明量子通信的可
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p*a
发帖数: 7676 | 107 谢谢。
试着理解一下就是，量子态本身无法被测量，也许还无法控制，人们只能根据测量经典
态光子获得一群光子处于某个量子态的概率。
我还不明白的是，一对纠缠的量子能被宏观分开么？能被宏观分开后分别测量么？按前
面一位网友的意见应该是可以的，可按你的说法，一旦测量，则量子态就会坍缩（我的
理解就是量子态不再存在），包括另一个光子，因此两个光路实际上只能测量一个。如
果这对量子在同一个光路中，我觉得可以理解，如果分处于不同的独立光路中如何理解
另一个光子量子态的坍缩？难道量子态是一种相对的状态？
【在 p*******n 的大作中提到】
: 你的理解有些问题。
: 在测量之前，纠缠光子对中的任何一个都是处在非0非1态上。任何测量或者窃听，必然
: 使其中的一个光子从量子比特坍缩到经典状态下。而同时另一个光子也必然发生坍缩。
: 在坍缩之前的量子比特是不可探测的，因为任何探测必然引发坍缩。所以测量得到的必
: 然是经典状态。而坍缩后的经典状态之间具有统计关联性，这是建立在重复测量的基础
: 上的。至于为什么我们确信有量子比特的存在，这是因为统计测量表明任何一个量子比
: 特在测试结果为0为1都存在一定的几率，这也是建立在重复测量上的。
: 所以我觉得任何只谈量子纠缠不谈量子统计的科普都是耍流氓。很容易就让人产生单光
: 子超距作用的幻想。
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p*******n
发帖数: 1928 | 108 当然是能分开的。最为常见的一种产生纠缠光子对的方法是用激光照射（泵浦）非线性
晶体。这样会直接产生空间上分离的纠缠光子对，也就是两个光子，分别传给甲方和乙
方。甲方和乙方测量之前，两个光子各携带一个量子比特。但测试之后，两边的测试结
果具有统计关联性。这说明两个量子比特不是独立存在，这也是量子纠缠的来源。
【在 p*a 的大作中提到】
: 谢谢。
: 试着理解一下就是，量子态本身无法被测量，也许还无法控制，人们只能根据测量经典
: 态光子获得一群光子处于某个量子态的概率。
: 我还不明白的是，一对纠缠的量子能被宏观分开么？能被宏观分开后分别测量么？按前
: 面一位网友的意见应该是可以的，可按你的说法，一旦测量，则量子态就会坍缩（我的
: 理解就是量子态不再存在），包括另一个光子，因此两个光路实际上只能测量一个。如
: 果这对量子在同一个光路中，我觉得可以理解，如果分处于不同的独立光路中如何理解
: 另一个光子量子态的坍缩？难道量子态是一种相对的状态？
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p*a
发帖数: 7676 | 109 那就和你刚才说的矛盾了。
你刚才说，对一个光子的测量必然导致另一个光子纠缠态的坍缩。
因此，测量了一个光子后，另一个光子已经不处于量子态，那又怎样再次测量呢？
或者说，无论哪方，测量的都是坍缩后的经典态，那么，还有什么必要把这对光子分开
后传输呢？
【在 p*******n 的大作中提到】
: 当然是能分开的。最为常见的一种产生纠缠光子对的方法是用激光照射（泵浦）非线性
: 晶体。这样会直接产生空间上分离的纠缠光子对，也就是两个光子，分别传给甲方和乙
: 方。甲方和乙方测量之前，两个光子各携带一个量子比特。但测试之后，两边的测试结
: 果具有统计关联性。这说明两个量子比特不是独立存在，这也是量子纠缠的来源。
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p*******n
发帖数: 1928 | 110 测量本身并不一定是要对量子比特的操作。可以是对坍缩后经典状态的测量。分开后传
输的是量子比特，一旦测量后，才回到经典状态。
【在 p*a 的大作中提到】
: 那就和你刚才说的矛盾了。
: 你刚才说，对一个光子的测量必然导致另一个光子纠缠态的坍缩。
: 因此，测量了一个光子后，另一个光子已经不处于量子态，那又怎样再次测量呢？
: 或者说，无论哪方，测量的都是坍缩后的经典态，那么，还有什么必要把这对光子分开
: 后传输呢？
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p*a
发帖数: 7676 | 111 还有，如何控制以这种方式产生的纠缠光子对所携带的量子比特？既然测量前无法知道
，也就无法控制，这个比特必然是随机的非调制的。不仅如此，按你的介绍，这个量子
比特本身就是一个基于传统测量而获得的概率值而非确定值。那么建立在这个量子比特
基础上的任何信息都是不确定的。想象一个8位的ASCII码，如果每一位准确的概率是90
%，这个字母准确的概率也只有43%。用ASCII码发一个Hello能准确解读的概率只有1.5%。
当然，这已经和物理过程无关了。
【在 p*******n 的大作中提到】
: 当然是能分开的。最为常见的一种产生纠缠光子对的方法是用激光照射（泵浦）非线性
: 晶体。这样会直接产生空间上分离的纠缠光子对，也就是两个光子，分别传给甲方和乙
: 方。甲方和乙方测量之前，两个光子各携带一个量子比特。但测试之后，两边的测试结
: 果具有统计关联性。这说明两个量子比特不是独立存在，这也是量子纠缠的来源。
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p*a
发帖数: 7676 | 112 您还是没有回答这个问题。如果测量了一个，另一也会坍缩，则另一个如何测量？
如果另一个不测量，另一方怎么知道自己到底收发了什么？
如果可以通过直接测量坍缩后的光子，为什么不直接传输坍缩后的光子呢？
【在 p*******n 的大作中提到】
: 测量本身并不一定是要对量子比特的操作。可以是对坍缩后经典状态的测量。分开后传
: 输的是量子比特，一旦测量后，才回到经典状态。
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p*******n
发帖数: 1928 | 113 这里是量子密钥的关键，的确很难解释。
量子比特虽然是随机的。但甲方和乙方测量的方式是可以约定的。这也就是楼主所说的
偏振片的作用。如果甲方和乙方约定偏振片设置在某个方向上，那么在这个方向上（0
或者1）或者其垂直方向上（1或者0），甲方和乙方的测量结果具有统计相关性。而对
于其他形式的偏振设置（窃听），只会破环量子比特测试结果的统计相关性。
90
5%。
【在 p*a 的大作中提到】
: 还有，如何控制以这种方式产生的纠缠光子对所携带的量子比特？既然测量前无法知道
: ，也就无法控制，这个比特必然是随机的非调制的。不仅如此，按你的介绍，这个量子
: 比特本身就是一个基于传统测量而获得的概率值而非确定值。那么建立在这个量子比特
: 基础上的任何信息都是不确定的。想象一个8位的ASCII码，如果每一位准确的概率是90
: %，这个字母准确的概率也只有43%。用ASCII码发一个Hello能准确解读的概率只有1.5%。
: 当然，这已经和物理过程无关了。
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p*******n
发帖数: 1928 | 114 传输坍缩后的光子，量子信道就不具有保密性了。
【在 p*a 的大作中提到】
: 您还是没有回答这个问题。如果测量了一个，另一也会坍缩，则另一个如何测量？
: 如果另一个不测量，另一方怎么知道自己到底收发了什么？
: 如果可以通过直接测量坍缩后的光子，为什么不直接传输坍缩后的光子呢？
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p*a
发帖数: 7676 | 115 谢谢，那我是不是可以这样理解，实际测量的都是坍缩后的光子，之所以用量子态传输
，纯属为了保密。
而这个保密仅仅也只能是让接收方认识到这个光子已经被人接收过了。理论上并不能阻
止窃听者接收测量这个光子以获得这个量子比特。
另一个问题是，即使如此，人们也必须具备检测接收到的光子是否处于量子态的能力，
并且这个检测并不影响对坍缩后光子的检测以获得量子比特。
【在 p*******n 的大作中提到】
: 传输坍缩后的光子，量子信道就不具有保密性了。
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p*******n
发帖数: 1928 | 116 由于重复测量，窃听者的确可以截获甲方发来的量子比特。在测量后，继续把经典状态
传给乙方。但一旦窃听者测量之后，甲方和乙方对照统计关联性的时候就可以发现窃听。
【在 p*a 的大作中提到】
: 谢谢，那我是不是可以这样理解，实际测量的都是坍缩后的光子，之所以用量子态传输
: ，纯属为了保密。
: 而这个保密仅仅也只能是让接收方认识到这个光子已经被人接收过了。理论上并不能阻
: 止窃听者接收测量这个光子以获得这个量子比特。
: 另一个问题是，即使如此，人们也必须具备检测接收到的光子是否处于量子态的能力，
: 并且这个检测并不影响对坍缩后光子的检测以获得量子比特。
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p*a
发帖数: 7676 | 117 关键还是只有统计相关性而不是一一对应的函数关系啊。既然是统计相关，就存在不确
定性，位数越高，准确度越低。这是数学问题，不是物理问题，与怎么测量没有什么关
系。
0
【在 p*******n 的大作中提到】
: 这里是量子密钥的关键，的确很难解释。
: 量子比特虽然是随机的。但甲方和乙方测量的方式是可以约定的。这也就是楼主所说的
: 偏振片的作用。如果甲方和乙方约定偏振片设置在某个方向上，那么在这个方向上（0
: 或者1）或者其垂直方向上（1或者0），甲方和乙方的测量结果具有统计相关性。而对
: 于其他形式的偏振设置（窃听），只会破环量子比特测试结果的统计相关性。
:
: 90
: 5%。
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s******y
发帖数: 28562 | 118 你说的这个理解对于BB84 protocol 是正确的。所以我反复的说过这个方式只能被动的
检测窃听。
另外，目前已经有好几种破解BB84的方式被提出来了。但是要实现那些破解方式都非常
不容易，在短时间内基本上只能是纸上谈兵而已。唯一一个比较容易实现的破解方式就
是偷光子。因为目前很多人在实现BB84 protocol的时候不是真正的用单光子，而是用
一个非常非常弱的脉冲光源。这样的话窃听的人还是可以在中间偷出一部分光子的。但
是这个破解方法可以由技术的进步达到真正的单光子之后来解决。
另外几个破解方法，一个是Trojan horse，就是窃听者主动的往发送者和接受者两端发
信号来探测联系双方使用的检测方式的顺序，再结合双方在公开信号公布的结果来反推
他们的原来的密码。这个方法在理论上是可以有一定概率破解BB84 protocol的。但是
在实现上这个方法难度不小，尤其对于卫星传输因为信号通道在位置上不停变化，这个
窃听方法在技术上很难实现。
要实现真正的不被窃听，最终必须使用量子传送。
【在 p*a 的大作中提到】
: 谢谢，那我是不是可以这样理解，实际测量的都是坍缩后的光子，之所以用量子态传输
: ，纯属为了保密。
: 而这个保密仅仅也只能是让接收方认识到这个光子已经被人接收过了。理论上并不能阻
: 止窃听者接收测量这个光子以获得这个量子比特。
: 另一个问题是，即使如此，人们也必须具备检测接收到的光子是否处于量子态的能力，
: 并且这个检测并不影响对坍缩后光子的检测以获得量子比特。
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p*******n
发帖数: 1928 | 119 是的，所以有保真度(fidelity)的概念。甲方和乙方的相关测试只有在一定保真度之上
才能反映出量子统计的特性。
【在 p*a 的大作中提到】
: 关键还是只有统计相关性而不是一一对应的函数关系啊。既然是统计相关，就存在不确
: 定性，位数越高，准确度越低。这是数学问题，不是物理问题，与怎么测量没有什么关
: 系。
:
: 0
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p*a
发帖数: 7676 | 120 谢谢。从你说的看，似乎乙方实际上无法检测自己收到的光子是不是还是量子态了，而
需要和甲方对比测量结果才能判别。
如果是这样，那就没有什么实际意义了。既然是通信，乙方不可能知道甲方到底发了什
么，只能知道自己收到了什么。所以实用中不存在甲方和乙方对照统计关联性的可能。
听。
【在 p*******n 的大作中提到】
: 由于重复测量，窃听者的确可以截获甲方发来的量子比特。在测量后，继续把经典状态
: 传给乙方。但一旦窃听者测量之后，甲方和乙方对照统计关联性的时候就可以发现窃听。
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p*******n
发帖数: 1928 | 121 我前面说的都是量子密钥分配的机制。量子信道只用于保密，并不用于传递信息。传递
信息依赖于经典信道。
量子隐性传态是另外一回事情，能不能以此实现真正意义上的量子通讯还是有争议的。
【在 p*a 的大作中提到】
: 谢谢。从你说的看，似乎乙方实际上无法检测自己收到的光子是不是还是量子态了，而
: 需要和甲方对比测量结果才能判别。
: 如果是这样，那就没有什么实际意义了。既然是通信，乙方不可能知道甲方到底发了什
: 么，只能知道自己收到了什么。所以实用中不存在甲方和乙方对照统计关联性的可能。
:
: 听。
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p*a
发帖数: 7676 | 122 最后总结一下作为工程师对量子通信的几个关键的理解。
首先，心灵感应是不靠谱的，量子的纠缠一旦产生就不会改变只会坍缩回经典状态。这
也意味着量子纠缠态是一对量子之间的相互关系，与其他介质无关。单独改变其中任何
一个量子的状态就意味着这一纠缠态关系的终结。
其次，目前的量子纠缠产生过程是不可调制的完全随机过程。
第三，量子比特是通过对经典态光子的测量获得的统计结果。
谢谢各位网友的帮助，尤其是平川和Crabpp，他们深入浅出的介绍让我获益匪浅。胖头
鱼的介绍要是更平白一点就更好了。 |
c****p
发帖数: 380 | 123 胖老师你说的并不准确。不存在所谓的主动窃听和被动窃听的区别。你说的所谓的防止
主动窃听，是要建立在双方共享纠缠光子的基础上的，也就是那个初始化过程。如果可
以初始化的话，那就根本不需要量子加密了，直接双方在一起的时候产生一个绝密密码
本，分开来以后再用密码本加密信息。
另外，你说的偷光子攻击已经用诱骗态的方法解决了。trojan horse严格说属于side
channel attack，只要在物理实现的时候注意，是可以避免的。
[在 sunnyday (胖头鱼。按斤卖就赚了) 的大作中提到：]
:你说的这个理解对于BB84 protocol 是正确的。所以我反复的说过这个方式只能被动
的检测窃听。
:另外，目前已经有好几种破解BB84的方式被提出来了。但是要实现那些破解方式都非
常不容易，在短时间内基本上只能是纸上谈兵而已。唯一一个比较容易实现的破解方式
就是偷光子。因为目前很多人在实现BB84 protocol的时候不是真正的用单光子，而是用
:一个非常非常弱的脉冲光源。这样的话窃听的人还是可以在中间偷出一部分光子的。
但是这个破解方法可以由技术的进步达到真正的单光子之后来解决。
:另外几个破解方法，一个是Trojan horse，就是窃听者主动的往发送者和接受者两端
发信号来探测联系双方使用的检测方式的顺序，再结合双方在公开信号公布的结果来反
推他们的原来的密码。这个方法在理论上是可以有一定概率破解BB84 protocol的。但是
:在实现上这个方法难度不小，尤其对于卫星传输因为信号通道在位置上不停变化，这
个窃听方法在技术上很难实现。
:要实现真正的不被窃听，最终必须使用量子传送。 |
c****p
发帖数: 380 | 124 你说的几点也不准确。纠缠产生后当然可能塌缩到经典的状态，但是也可以通过纠缠提
纯的方法让纠缠度更大，或是让几对纠缠度不那么大的光子转换成一对纠缠度最大的光
子，这是未来量子通信的关键。你说的第二点我没看明白，纠缠是可以确定性产生的，
现在已经有技术可以让你按一个按钮就产生一对纠缠，只是这个技术相对不成熟。第三
，量子比特就是量子比特，跟经典比特本质不同。经典比特只能是0或者1，而量子比特
可以同时是0和1，只是测量时再随机塌缩到0或者1
[在 pta (pta) 的大作中提到：]
:最后总结一下作为工程师对量子通信的几个关键的理解。
:首先，心灵感应是不靠谱的，量子的纠缠一旦产生就不会改变只会坍缩回经典状态。
这也意味着量子纠缠态是一对量子之间的相互关系，与其他介质无关。单独改变其中任
何一个量子的状态就意味着这一纠缠态关系的终结。
:其次，目前的量子纠缠产生过程是不可调制的完全随机过程。
:第三，量子比特是通过对经典态光子的测量获得的统计结果。
:谢谢各位网友的帮助，尤其是平川和Crabpp，他们深入浅出的介绍让我获益匪浅。胖
头鱼的介绍要是更平白一点就更好了。 |
s******y
发帖数: 28562 | 125
你说的这个问题貌似就是很多人觉得这个量子通信没有实用保密的论据之一。因为如果
要达到主动防止窃听的地步需要这个初始化的过程。在理论上，如果有办法建立起这么
一个绝对保密的初始化通道，那么把信息通过这个初始化通道来传不就完了？那么还要
这个量子通信干什么？其实这个说法有偏颇，因为如果考虑到很多实际情况，在很短时
间内，是可以有一个近似绝对保密的通道的，但是这些通道不能长时间的保密。比方说
，这个初始化在工程上可以这么解决：在一开始通过BB84 protocol（或者其他方式)来
迅速建立握手信号来进行初始化，然后验证双方身份之后立刻转到用量子通信来联系。
虽然在理论上这个初始化过程也有可能被窃听，但是因为这个时间非常短，就可以在实
践上大大减少被窃听和破解的可能性。比方说大部分大部分破解算法都是需要时间的，
但是等你算出来的时候，对方已经切换到量子通道了，而你针对于握手信号算出来的那
个破解方案只能破解对方在握手时候的通信内容，但是无法用来破解量子通道的通信内
容。
当然，我必须指出，目前中国使用的量子通信其实还是用BB84 protocol来加密的。但
是如果我没有理解错的话，他们的长期计划是真正的使用量子的teleportation的性质
来真正的防止任何窃听。不过这个在工程上还没有达到这个技术水平，只能说是一个远
景。
对偷光子攻击的问题你说的对，好像那个墨子卫星里面就是用这个诱骗态的方法来解决
解决偷光子攻击的。
但是在我对Trojan horse的方式的理解来看，在光纤里这个窃听方法还是很有威胁的，
如果要避免的话，我的直觉是需要在光路上弄很多trick。不过这个Trojan horse对于
卫星的攻击很难实现，所以对于卫星这个反而不是大问题。
【在 c****p 的大作中提到】
: 胖老师你说的并不准确。不存在所谓的主动窃听和被动窃听的区别。你说的所谓的防止
: 主动窃听，是要建立在双方共享纠缠光子的基础上的，也就是那个初始化过程。如果可
: 以初始化的话，那就根本不需要量子加密了，直接双方在一起的时候产生一个绝密密码
: 本，分开来以后再用密码本加密信息。
: 另外，你说的偷光子攻击已经用诱骗态的方法解决了。trojan horse严格说属于side
: channel attack，只要在物理实现的时候注意，是可以避免的。
: [在 sunnyday (胖头鱼。按斤卖就赚了) 的大作中提到：]
: :你说的这个理解对于BB84 protocol 是正确的。所以我反复的说过这个方式只能被动
: 的检测窃听。
: :另外，目前已经有好几种破解BB84的方式被提出来了。但是要实现那些破解方式都非
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c****p
发帖数: 380 | 126 量子通信跟你说的密码本通信的本质区别是：量子通信可以验证密码本有没有被人偷看
过，而传统密码本通信不具备这种能力。
【在 j******r 的大作中提到】
: 他们鸡冻了半天，其实就是人类用了无数年的共享密码本。两人先见一面就是用巡洋舰
: 运送密码本到海外基地。然后定时启用某页某行的密码。所以我说图灵在世在坟墓里会
: 笑死。
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B*********L
发帖数: 700 | 127 为啥，你看不会毁掉，中间人一看就毁了？
【在 c****p 的大作中提到】
: 嗯，理解基本正确。保证任何一本被任何中间人偷看书就会自动毁掉是通过纠缠来实现
: 的。具体来讲就是用的纠缠态的“一夫一妻”的性质。如果我们的两本书是纠缠的，那
: 么就保证不会有第三本书跟我们纠缠了。
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s******y
发帖数: 28562 | 128 中间人一看就会留下没有办法抹掉的痕迹。
【在 B*********L 的大作中提到】
: 为啥，你看不会毁掉，中间人一看就毁了？
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j******z
发帖数: 3028 | 129 取决于传统通道。有办法就是有办法。发了太多的贴子对牛弹琴。你们就是图样图森破
。铁道部投资多少亿的购票网站还让大伙通过HTTP下载数字证书。我还是留着当格雷丝
糕。等你们系统建成了再写信给哒哒。
【在 c****p 的大作中提到】
: 量子通信跟你说的密码本通信的本质区别是：量子通信可以验证密码本有没有被人偷看
: 过，而传统密码本通信不具备这种能力。
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l*****0
发帖数: 238 | 130 自己看过也毁了,密码本就不一样了.
如果自己之前有别人看过密码本,自己的密码本就是错误的,解不出正确的文本,马上就
发现有问题.
【在 B*********L 的大作中提到】
: 为啥，你看不会毁掉，中间人一看就毁了？
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j******z
发帖数: 3028 | 131 你们来回就在讨论如何物理层牢不可破。如果查理在中间假装鲍勃和爱丽丝通讯，同时
假装爱丽丝和鲍勃在通讯怎么破。
【在 l*****0 的大作中提到】
: 自己看过也毁了,密码本就不一样了.
: 如果自己之前有别人看过密码本,自己的密码本就是错误的,解不出正确的文本,马上就
: 发现有问题.
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s******y
发帖数: 28562 | 132 你说的就是那个所谓的man in the black 的方式。好像对此也是有解决方案的，具体
怎么解决我不清楚。
【在 j******z 的大作中提到】
: 你们来回就在讨论如何物理层牢不可破。如果查理在中间假装鲍勃和爱丽丝通讯，同时
: 假装爱丽丝和鲍勃在通讯怎么破。
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c****p
发帖数: 380 | 133 这我已经解释过了，经典信道的安全通过身份认证实现。身份认证也可以严格证明为安
全的。
【在 j******z 的大作中提到】
: 你们来回就在讨论如何物理层牢不可破。如果查理在中间假装鲍勃和爱丽丝通讯，同时
: 假装爱丽丝和鲍勃在通讯怎么破。
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l*****0
发帖数: 238 | 134 量子比特可以理解为复平面上的一个单位矢量，它携带的是一个角度信息。这个角度是
存在的，但是对人类是不可知的，因为人类一测量这个信息就立刻坍缩到实数轴，测量
结果或者是0，或者是1，角度信息就永远丢失了。
量子纠缠态可以理解为复平面上的一对共轭单位矢量，这两个量子无论空间距离有多远
，只要其中一个量子状态坍缩了，另一个量子也立即坍缩到共轭态（不是两个一模一样
的状态，而是有确定关系的状态），如果是量子的介质是光子，测量之后纠缠量子变成
两个经典的光子，失去了作为量子的不确定性。
【在 p*a 的大作中提到】
: 最后总结一下作为工程师对量子通信的几个关键的理解。
: 首先，心灵感应是不靠谱的，量子的纠缠一旦产生就不会改变只会坍缩回经典状态。这
: 也意味着量子纠缠态是一对量子之间的相互关系，与其他介质无关。单独改变其中任何
: 一个量子的状态就意味着这一纠缠态关系的终结。
: 其次，目前的量子纠缠产生过程是不可调制的完全随机过程。
: 第三，量子比特是通过对经典态光子的测量获得的统计结果。
: 谢谢各位网友的帮助，尤其是平川和Crabpp，他们深入浅出的介绍让我获益匪浅。胖头
: 鱼的介绍要是更平白一点就更好了。
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l*****0
发帖数: 238 | 135 密码学中有三个问题需要解决，
一是保密性，通过数据加密实现，只有得到授权的人才能解密信息
二是完整性，通过数据指纹实现，通过指纹识别伪造篡改的数据
三是信任机制，即鲍勃如何信任对方就是爱丽丝，目前是通过证书机制实现的
量子通信不解决信任机制的问题，目前它的研究还局限在保密性中的密钥分发这一小块
内容。不要什么事情都往量子通信上推。量子密钥分发能够在一定程度上实现“只有得
到授权的人才能解密信息”，如果把“得到授权的人”定义为第一个测量量子状态的人
，那么量子密钥分发在理论上能够“确保”实现“只有得到授权的人才能解密信息”。
至于第一个测量量子状态的人是否就是得到授权的人，这就不是量子通信能够解决的问
题了。
【在 j******z 的大作中提到】
: 你们来回就在讨论如何物理层牢不可破。如果查理在中间假装鲍勃和爱丽丝通讯，同时
: 假装爱丽丝和鲍勃在通讯怎么破。
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p*a
发帖数: 7676 | 136 密钥分配也是一种通信，接收方同样不知道发送方到底发的是什么玩意，只知道自己接
受到的是什么。
如果接收方都知道发送方发的是什么，那还需要接受什么量子信号，这不是多此一举么。
当然，做实验可以这样做。但是这就没有任何实用意义了。
【在 p*******n 的大作中提到】
: 我前面说的都是量子密钥分配的机制。量子信道只用于保密，并不用于传递信息。传递
: 信息依赖于经典信道。
: 量子隐性传态是另外一回事情，能不能以此实现真正意义上的量子通讯还是有争议的。
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c****p
发帖数: 380 | 137 量子通信中接收方当然事先不知道发送方传输的内容。但需要注意的一点是，量子通信
是需要经典通信辅助的。在实际操作中，量子信道和经典信道可以是同一条物理通路，
当使用的信号弱的时候作为量子信道使用，使用信号强的时候当做经典信道使用。
么。
【在 p*a 的大作中提到】
: 密钥分配也是一种通信，接收方同样不知道发送方到底发的是什么玩意，只知道自己接
: 受到的是什么。
: 如果接收方都知道发送方发的是什么，那还需要接受什么量子信号，这不是多此一举么。
: 当然，做实验可以这样做。但是这就没有任何实用意义了。
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c****p
发帖数: 380 | 138 用单个光子可以实现的，技术上更容易。BB84就是这么做的。
有？
【在 B*********1 的大作中提到】
: 如果不用“一夫一妻”，而是用单个光子（号称“光棍”），有什么技术上的问题没有？
: 我是说能不能等价实现？
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p*a
发帖数: 7676 | 139 从我工程师的观点看，关键不在于纠缠厉害不厉害，关键在于，第一，这个纠缠是什么
时候发生的，是针对什么参照的，也就是我的第一点说的；第二，这个纠缠是否是可控
的，即是否能根据我的需求产生不同的纠缠，即我的第二点，纠缠本身是否可以调制或
者说携带我给定的确定的信息还是只能是随机的。第三，我不在乎你量子比特到底携带
的是什么数，但根据上面平川网友的介绍，这个量子比特是无法直接测量的而只是对坍
缩后光子测量结果的概率统计结果，也就是说，它本身就是不确定的。
【在 c****p 的大作中提到】
: 你说的几点也不准确。纠缠产生后当然可能塌缩到经典的状态，但是也可以通过纠缠提
: 纯的方法让纠缠度更大，或是让几对纠缠度不那么大的光子转换成一对纠缠度最大的光
: 子，这是未来量子通信的关键。你说的第二点我没看明白，纠缠是可以确定性产生的，
: 现在已经有技术可以让你按一个按钮就产生一对纠缠，只是这个技术相对不成熟。第三
: ，量子比特就是量子比特，跟经典比特本质不同。经典比特只能是0或者1，而量子比特
: 可以同时是0和1，只是测量时再随机塌缩到0或者1
: [在 pta (pta) 的大作中提到：]
: :最后总结一下作为工程师对量子通信的几个关键的理解。
: :首先，心灵感应是不靠谱的，量子的纠缠一旦产生就不会改变只会坍缩回经典状态。
: 这也意味着量子纠缠态是一对量子之间的相互关系，与其他介质无关。单独改变其中任
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p*a
发帖数: 7676 | 140 我说的是，既然要比对，必然有一方要把自己通过量子信到发送的东西从传统信道再发
一遍，而既然还要通过传统信道再发一遍，那么何必还需要量子信道？
当然，做试验可以这样做，但没有任何实用意义。
【在 c****p 的大作中提到】
: 量子通信中接收方当然事先不知道发送方传输的内容。但需要注意的一点是，量子通信
: 是需要经典通信辅助的。在实际操作中，量子信道和经典信道可以是同一条物理通路，
: 当使用的信号弱的时候作为量子信道使用，使用信号强的时候当做经典信道使用。
:
: 么。
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c****p
发帖数: 380 | 141 这么回答你吧，第一，纠缠两个粒子一定是在同一物理位置产生的，产生的时间是可以
控制的，但产生之后可以分隔任意的距离，在理想情况下（即假设没有信道损耗和噪音
）纠缠是可以一直保持下去的；第二，纠缠的自由度是可控的，比如可以让两个粒子在
偏振上纠缠，或者在时间-能量上纠缠，或者在位置-动量上纠缠；第三，两个纠缠的粒
子是可以直接测量的，只要双方选择的测量方式一样，测量的结果就是强相关的。比如
时间-能量纠缠，如果双方同时测量时间，那么两个粒子一定是在同一时刻出现，同样
如果同时测量能量，得到的结果也是强相关的。举例来说，如果可能得到的测量结果是
A, B, C，那么当第一个粒子得到A时，第二个粒子也一定是A，以此类推。这个相关性
没有任何随机性在里面。但是每次测量得到A还是B还是C是没有办法事先控制的，这里
就有随机性在里面了。
【在 p*a 的大作中提到】
: 从我工程师的观点看，关键不在于纠缠厉害不厉害，关键在于，第一，这个纠缠是什么
: 时候发生的，是针对什么参照的，也就是我的第一点说的；第二，这个纠缠是否是可控
: 的，即是否能根据我的需求产生不同的纠缠，即我的第二点，纠缠本身是否可以调制或
: 者说携带我给定的确定的信息还是只能是随机的。第三，我不在乎你量子比特到底携带
: 的是什么数，但根据上面平川网友的介绍，这个量子比特是无法直接测量的而只是对坍
: 缩后光子测量结果的概率统计结果，也就是说，它本身就是不确定的。
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c****p
发帖数: 380 | 142 不是的，只要选择一小部分在经典信道上比对就可以了。因为我们需要知道的是“被窃
听过的光子的比例”而不是“具体哪个光子被且听过”。知道了这个比例之后就可以通
过后处理的方式把被窃听的所有信息抹去，剩下的信息就是安全的。
【在 p*a 的大作中提到】
: 我说的是，既然要比对，必然有一方要把自己通过量子信到发送的东西从传统信道再发
: 一遍，而既然还要通过传统信道再发一遍，那么何必还需要量子信道？
: 当然，做试验可以这样做，但没有任何实用意义。
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p*a
发帖数: 7676 | 143 也就是说，你侧测了一个，另一个的状态也就确定了。是不是？
但是，问题在于，你不测怎么知道某个光子的不确定性？
你只能假设它具有不确定性强，然后你测了，得到一个确定的值，因此认为它俩都丢失
了不确定性。但是，不管你有没有测过另一个光子，你只要测了一个光子，你一定会得
到一个确定的结果。你无法证明如果你不测另一个光子，你将得到不同的结果。因为你
只能测一次。当然，你可以测多个看概率差别，然而，根据你说的坍缩问题，我们可以
预测，你测了一个以后再测第二个得到的结果应该和第一个完全相同，因为量子坍缩后
就没有了不确定性，所以第二个一定和第一个是一致的（一致的含义是一一对应的，不
等于完全相等），你可以不测第一个来测第二个，然而，这不过是把顺序换了一下，结
果依然是第二个和第一个一一对应。即使这和前一个实验结果不同，那也不过是两个独
立实验集的随机误差而已。
【在 l*****0 的大作中提到】
: 量子比特可以理解为复平面上的一个单位矢量，它携带的是一个角度信息。这个角度是
: 存在的，但是对人类是不可知的，因为人类一测量这个信息就立刻坍缩到实数轴，测量
: 结果或者是0，或者是1，角度信息就永远丢失了。
: 量子纠缠态可以理解为复平面上的一对共轭单位矢量，这两个量子无论空间距离有多远
: ，只要其中一个量子状态坍缩了，另一个量子也立即坍缩到共轭态（不是两个一模一样
: 的状态，而是有确定关系的状态），如果是量子的介质是光子，测量之后纠缠量子变成
: 两个经典的光子，失去了作为量子的不确定性。
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h******k
发帖数: 15372 | 144 铁道部网站的创新在于智商图形验证。。。
【在 j******z 的大作中提到】
: 取决于传统通道。有办法就是有办法。发了太多的贴子对牛弹琴。你们就是图样图森破
: 。铁道部投资多少亿的购票网站还让大伙通过HTTP下载数字证书。我还是留着当格雷丝
: 糕。等你们系统建成了再写信给哒哒。
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p*******n
发帖数: 1928 | 145 经典信道搭载量子信道应该有很多可行的方法。
你说的这个实际上是传统光通讯中的时分复用。两路信号在不同的时间段上传输。实际
的量子通讯系统很有可能使用波分复用。量子信道和经典信道使用不同波长的光信号。
当然还有其他复用方式，如空分复用，相位复用等。
我不做量子通信，不清楚具体的量子通信系统是使用的哪一种搭载方式。
【在 c****p 的大作中提到】
: 量子通信中接收方当然事先不知道发送方传输的内容。但需要注意的一点是，量子通信
: 是需要经典通信辅助的。在实际操作中，量子信道和经典信道可以是同一条物理通路，
: 当使用的信号弱的时候作为量子信道使用，使用信号强的时候当做经典信道使用。
:
: 么。
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p*a
发帖数: 7676 | 146 谢谢，第一点明白了，纠缠是在同一位置发生的，不存在可以通过该变纠缠的量子中的
某一个来改变另一个量子状态的可能除非在产生纠缠的当时产生不同的纠缠。
第二点还要想想，我的意思是你可以改变量子比特么？不是自由度的问题。按你第三点
的说法，这个量子比特实际上是不可控的。因此事实上就和一般通信的随机噪声一样是
无法携带有用信息进行传输的。
第三点你的说法和平川不一样。他认为量子比特是测量经典光子态结果产生的概率分布
。是一个统计值。
我目前无法分别哪个更合理。
【在 c****p 的大作中提到】
: 这么回答你吧，第一，纠缠两个粒子一定是在同一物理位置产生的，产生的时间是可以
: 控制的，但产生之后可以分隔任意的距离，在理想情况下（即假设没有信道损耗和噪音
: ）纠缠是可以一直保持下去的；第二，纠缠的自由度是可控的，比如可以让两个粒子在
: 偏振上纠缠，或者在时间-能量上纠缠，或者在位置-动量上纠缠；第三，两个纠缠的粒
: 子是可以直接测量的，只要双方选择的测量方式一样，测量的结果就是强相关的。比如
: 时间-能量纠缠，如果双方同时测量时间，那么两个粒子一定是在同一时刻出现，同样
: 如果同时测量能量，得到的结果也是强相关的。举例来说，如果可能得到的测量结果是
: A, B, C，那么当第一个粒子得到A时，第二个粒子也一定是A，以此类推。这个相关性
: 没有任何随机性在里面。但是每次测量得到A还是B还是C是没有办法事先控制的，这里
: 就有随机性在里面了。
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p*a
发帖数: 7676 | 147 这就不是本质安全的了。看概率了。
算一种作弊手段。
【在 c****p 的大作中提到】
: 不是的，只要选择一小部分在经典信道上比对就可以了。因为我们需要知道的是“被窃
: 听过的光子的比例”而不是“具体哪个光子被且听过”。知道了这个比例之后就可以通
: 过后处理的方式把被窃听的所有信息抹去，剩下的信息就是安全的。
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c****p
发帖数: 380 | 148 第二点，量子比特是可以被调制的，比如原来是0可以翻转成1，原来是0+1可以调制成0
-1等。第三点，测量量子纠缠态中的一个粒子得到什么结果是不能控制的，但是和随机
噪音不同的是通信双方总是可以得到相同的结果，尽管测量结果本身是随机的。并且，
可以保证只有通信双方才能够知道该结果，没有第三方可以知道。这个结果虽然不是确
定性的信息，但是可以作为秘钥来加密确定性的信息。
不知道”经典光子态“指的是什么。只要是光子，每个状态都是量子的。
【在 p*a 的大作中提到】
: 谢谢，第一点明白了，纠缠是在同一位置发生的，不存在可以通过该变纠缠的量子中的
: 某一个来改变另一个量子状态的可能除非在产生纠缠的当时产生不同的纠缠。
: 第二点还要想想，我的意思是你可以改变量子比特么？不是自由度的问题。按你第三点
: 的说法，这个量子比特实际上是不可控的。因此事实上就和一般通信的随机噪声一样是
: 无法携带有用信息进行传输的。
: 第三点你的说法和平川不一样。他认为量子比特是测量经典光子态结果产生的概率分布
: 。是一个统计值。
: 我目前无法分别哪个更合理。
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p*******n
发帖数: 1928 | 149 是这样的，你要注意这里甲方和乙方都是进行测试的。假设他们都使用一个竖直向上的
偏振片，有信号是<1>。无信号也就是水平偏振的情况是<0>。如果光子是不纠缠的，那
么甲方和乙方测试结果的可能情况是<1><1>，<1><0>，<0><1>，<0><0>。如果只有在甲
方乙方信号一致时，信号被记录下来，那么有记录的概率是50%。如果光子是纠缠的，
那么甲方和乙方测试结果的可能情况是<1><1>，<0><0>。那么有记录的概率是100%。重
复做大量的测量，后者的信号强度的统计结果是前者的一倍。窃听就相当于光子纠缠被
破坏，所以是第一种情况。
当然我这里说的是简化的情形和基本的原理。在实际的情况中，测试的偏振方向也不能
让窃听者得知。所以偏振方向是随机地在几种可能的方向中选择，在测试后再进行比对
。这个更复杂一点，就不讨论了。
【在 p*a 的大作中提到】
: 也就是说，你侧测了一个，另一个的状态也就确定了。是不是？
: 但是，问题在于，你不测怎么知道某个光子的不确定性？
: 你只能假设它具有不确定性强，然后你测了，得到一个确定的值，因此认为它俩都丢失
: 了不确定性。但是，不管你有没有测过另一个光子，你只要测了一个光子，你一定会得
: 到一个确定的结果。你无法证明如果你不测另一个光子，你将得到不同的结果。因为你
: 只能测一次。当然，你可以测多个看概率差别，然而，根据你说的坍缩问题，我们可以
: 预测，你测了一个以后再测第二个得到的结果应该和第一个完全相同，因为量子坍缩后
: 就没有了不确定性，所以第二个一定和第一个是一致的（一致的含义是一一对应的，不
: 等于完全相等），你可以不测第一个来测第二个，然而，这不过是把顺序换了一下，结
: 果依然是第二个和第一个一一对应。即使这和前一个实验结果不同，那也不过是两个独
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c****p
发帖数: 380 | 150 安全性当然跟你用的采样样本大小有关。量子通信能做的是，根据这个样本大小和其他
参量明确告诉你通信的可靠性有多大，这个经典通信是做不到的。比如说你最后看到一
个值大小是10的-10次方，意义是得到的信息只有10^-10次方的概率安全性是不确定的
，那么等效为相当相当安全了。
【在 p*a 的大作中提到】
: 这就不是本质安全的了。看概率了。
: 算一种作弊手段。
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p*a
发帖数: 7676 | 151 如果可以调制，那么怎么理解测量纠缠态中的一个粒子得到什么结果是不可控的呢？我
觉得这里有矛盾。你能调制你就能控制测量的结果。比如你可以确定调制好的量子比特
不是0+1而是0-1，因此测量端测量这个量子理应得到对应的结果而不是不确定的结果。
我也不知道经典光子态是什么玩意，我用它来指代一般意义上不考虑量子纠缠的光子。
另外，随机噪音通信双方也同样可以得到相同的结果啊。唯一不同的也许是第三方也可
以得到而已。
成0
【在 c****p 的大作中提到】
: 第二点，量子比特是可以被调制的，比如原来是0可以翻转成1，原来是0+1可以调制成0
: -1等。第三点，测量量子纠缠态中的一个粒子得到什么结果是不能控制的，但是和随机
: 噪音不同的是通信双方总是可以得到相同的结果，尽管测量结果本身是随机的。并且，
: 可以保证只有通信双方才能够知道该结果，没有第三方可以知道。这个结果虽然不是确
: 定性的信息，但是可以作为秘钥来加密确定性的信息。
: 不知道”经典光子态“指的是什么。只要是光子，每个状态都是量子的。
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c****p
发帖数: 380 | 152 举个例子，调制指的是原来是0现在变成1，或者原来是1现在变成0。但由于原来是0还
是1就是随机的，调制以后当然也是随机的，因此调制没有办法控制测量结果。你说的
这个唯一不同正是经典和量子的本质区别：只有量子才能确定有没有第三方知道测量结
果，进而保证安全性。
【在 p*a 的大作中提到】
: 如果可以调制，那么怎么理解测量纠缠态中的一个粒子得到什么结果是不可控的呢？我
: 觉得这里有矛盾。你能调制你就能控制测量的结果。比如你可以确定调制好的量子比特
: 不是0+1而是0-1，因此测量端测量这个量子理应得到对应的结果而不是不确定的结果。
: 我也不知道经典光子态是什么玩意，我用它来指代一般意义上不考虑量子纠缠的光子。
: 另外，随机噪音通信双方也同样可以得到相同的结果啊。唯一不同的也许是第三方也可
: 以得到而已。
:
: 成0
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p*a
发帖数: 7676 | 153 任何比对都是一种作弊。因为你要比对就必然要把信息哪怕是部分信息通过其他手段重
复发送。
【在 p*******n 的大作中提到】
: 是这样的，你要注意这里甲方和乙方都是进行测试的。假设他们都使用一个竖直向上的
: 偏振片，有信号是<1>。无信号也就是水平偏振的情况是<0>。如果光子是不纠缠的，那
: 么甲方和乙方测试结果的可能情况是<1><1>，<1><0>，<0><1>，<0><0>。如果只有在甲
: 方乙方信号一致时，信号被记录下来，那么有记录的概率是50%。如果光子是纠缠的，
: 那么甲方和乙方测试结果的可能情况是<1><1>，<0><0>。那么有记录的概率是100%。重
: 复做大量的测量，后者的信号强度的统计结果是前者的一倍。窃听就相当于光子纠缠被
: 破坏，所以是第一种情况。
: 当然我这里说的是简化的情形和基本的原理。在实际的情况中，测试的偏振方向也不能
: 让窃听者得知。所以偏振方向是随机地在几种可能的方向中选择，在测试后再进行比对
: 。这个更复杂一点，就不讨论了。
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p*a
发帖数: 7676 | 154 如果是这样，这个就不叫调制，调制必须赋予量子以确定的信息。
【在 c****p 的大作中提到】
: 举个例子，调制指的是原来是0现在变成1，或者原来是1现在变成0。但由于原来是0还
: 是1就是随机的，调制以后当然也是随机的，因此调制没有办法控制测量结果。你说的
: 这个唯一不同正是经典和量子的本质区别：只有量子才能确定有没有第三方知道测量结
: 果，进而保证安全性。
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c****p
发帖数: 380 | 155 是需要重新发送，但这里要注意的是这部分信息不需要是保密的，也就是任何人都可以
确定地读出内容。我们这里讨论的是安全性的问题，不是传输效率的问题。量子通信也
可以提高传输效率，当然这是后话了。
【在 p*a 的大作中提到】
: 任何比对都是一种作弊。因为你要比对就必然要把信息哪怕是部分信息通过其他手段重
: 复发送。
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c****p
发帖数: 380 | 156 对于纠缠态而言，可以赋予两个粒子组成的系统以确定的量子态，但不能赋予每个粒子
确定的状态。描述纠缠有一句很有名的话：The knowledge of all does not imply
the knowledge of parts.
【在 p*a 的大作中提到】
: 如果是这样，这个就不叫调制，调制必须赋予量子以确定的信息。
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p*a
发帖数: 7676 | 157 还有一个问题，为什么窃听者会破坏纠缠而发送者接收者的测量就不会破坏纠缠？
【在 p*******n 的大作中提到】
: 是这样的，你要注意这里甲方和乙方都是进行测试的。假设他们都使用一个竖直向上的
: 偏振片，有信号是<1>。无信号也就是水平偏振的情况是<0>。如果光子是不纠缠的，那
: 么甲方和乙方测试结果的可能情况是<1><1>，<1><0>，<0><1>，<0><0>。如果只有在甲
: 方乙方信号一致时，信号被记录下来，那么有记录的概率是50%。如果光子是纠缠的，
: 那么甲方和乙方测试结果的可能情况是<1><1>，<0><0>。那么有记录的概率是100%。重
: 复做大量的测量，后者的信号强度的统计结果是前者的一倍。窃听就相当于光子纠缠被
: 破坏，所以是第一种情况。
: 当然我这里说的是简化的情形和基本的原理。在实际的情况中，测试的偏振方向也不能
: 让窃听者得知。所以偏振方向是随机地在几种可能的方向中选择，在测试后再进行比对
: 。这个更复杂一点，就不讨论了。
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p*a
发帖数: 7676 | 158 那么我们就会得到如下推论，要让信息完整地传输，必须把纠缠的两个粒子都发送给接
收方。否则就与你说的矛盾。
【在 c****p 的大作中提到】
: 对于纠缠态而言，可以赋予两个粒子组成的系统以确定的量子态，但不能赋予每个粒子
: 确定的状态。描述纠缠有一句很有名的话：The knowledge of all does not imply
: the knowledge of parts.
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p*******n
发帖数: 1928 | 159 窃听者需要进行一次测量，但他不知道测量的偏振方向应当怎样设置。假设他随即拣选
一个方向A。而甲方和乙方测量的方向是B。AB之间的夹角具有任何可能。但为了方便叙
述，我们选取一种典型的可能。比如AB之间夹角为45度。B方向光子是甲乙双方默认的
定义<1>。那么经过坍缩后的光子对，对于甲方来说，测量结果为<1>和<0>的几率皆为
百分之50（对45度夹角而言，其他角度几率会略有不同）。对乙方来说是一样的，所以
你看，只要光子对坍缩之后，甲乙双方的测量结果一致的几率，回到了不纠缠的状态（
对于其他夹角，这个结果同样成立）。
: 还有一个问题，为什么窃听者会破坏纠缠而发送者接收者的测量就不会破坏纠缠？
【在 p*a 的大作中提到】
: 那么我们就会得到如下推论，要让信息完整地传输，必须把纠缠的两个粒子都发送给接
: 收方。否则就与你说的矛盾。
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c****p
发帖数: 380 | 160 如果要传输确定性的信息，可以像你说的那样。也可以Alice先产生纠缠对，自己保留
一个粒子发一个给Bob，Bob调制以后再把收到的粒子还给Alice。Alice在两个粒子上进
行测量得到Bob编码的信息。这里比较神奇的一点是，这种信息传递方式可以在一个光
子上加载两个比特的信息，也就是说纠缠使得信道容量变大了。这种信息传递方式叫做
量子密集编码。
【在 p*a 的大作中提到】
: 那么我们就会得到如下推论，要让信息完整地传输，必须把纠缠的两个粒子都发送给接
: 收方。否则就与你说的矛盾。
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p*a
发帖数: 7676 | 161 这里自相矛盾了。你前面说了不可以对单独一个量子控制其状态，所以B是不可能调制
回送这个量子给A的。
我还提到有人说量子态的测量必然导致量子坍缩。也就是说，无论是A还是B，任何一方
一旦测量了量子，则就破坏了量子态本身。
在我看来，这个量子通信的过程中，自相矛盾的地方真不少。
【在 c****p 的大作中提到】
: 如果要传输确定性的信息，可以像你说的那样。也可以Alice先产生纠缠对，自己保留
: 一个粒子发一个给Bob，Bob调制以后再把收到的粒子还给Alice。Alice在两个粒子上进
: 行测量得到Bob编码的信息。这里比较神奇的一点是，这种信息传递方式可以在一个光
: 子上加载两个比特的信息，也就是说纠缠使得信道容量变大了。这种信息传递方式叫做
: 量子密集编码。
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c****p
发帖数: 380 | 162 不矛盾的，这里我并没有单独控制B收到的粒子的状态，但我通过调制B粒子控制了两个
纠缠粒子整体的状态。另外，调制和测量是不同的。调制只会改变纠缠态，不会破坏纠
缠态，而测量会。
[在 pta (pta) 的大作中提到：]
:这里自相矛盾了。你前面说了不可以对单独一个量子控制其状态，所以B是不可能调制
:回送这个量子给A的。
:我还提到有人说量子态的测量必然导致量子坍缩。也就是说，无论是A还是B，任何一
方一旦测量了量子，则就破坏了量子态本身。
:在我看来，这个量子通信的过程中，自相矛盾的地方真不少。 |
B*********1
发帖数: 3181 | 163 那么现在用两个光子实现的意义和价值在哪里？不太明白
【在 c****p 的大作中提到】
: 用单个光子可以实现的，技术上更容易。BB84就是这么做的。
:
: 有？
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B*********1
发帖数: 3181 | 164 这一段科幻的味道很重，换句话说伪科学。。。
【在 c****p 的大作中提到】
: 不矛盾的，这里我并没有单独控制B收到的粒子的状态，但我通过调制B粒子控制了两个
: 纠缠粒子整体的状态。另外，调制和测量是不同的。调制只会改变纠缠态，不会破坏纠
: 缠态，而测量会。
: [在 pta (pta) 的大作中提到：]
: :这里自相矛盾了。你前面说了不可以对单独一个量子控制其状态，所以B是不可能调制
: :回送这个量子给A的。
: :我还提到有人说量子态的测量必然导致量子坍缩。也就是说，无论是A还是B，任何一
: 方一旦测量了量子，则就破坏了量子态本身。
: :在我看来，这个量子通信的过程中，自相矛盾的地方真不少。
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c****p
发帖数: 380 | 165 现在基本都是用单个光子实现的。
【在 B*********1 的大作中提到】
: 那么现在用两个光子实现的意义和价值在哪里？不太明白
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c****p
发帖数: 380 | 166 违反直觉并不代表是不科学的。违反直觉的科学举不胜举，例如几百年前谈论牛顿第一
定律那样。
【在 B*********1 的大作中提到】
: 这一段科幻的味道很重，换句话说伪科学。。。
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B*********1
发帖数: 3181 | 167 调制B粒子控制两个纠缠粒子整体的状态
调制B粒子控制A粒子的状态
这二者是等价的。
【在 c****p 的大作中提到】
: 违反直觉并不代表是不科学的。违反直觉的科学举不胜举，例如几百年前谈论牛顿第一
: 定律那样。
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c****p
发帖数: 380 | 168 不一样的，纠缠态的状态只有两个粒子一起看才有意义，单独看任何一个粒子都是没有
意义的。
【在 B*********1 的大作中提到】
: 调制B粒子控制两个纠缠粒子整体的状态
: 调制B粒子控制A粒子的状态
: 这二者是等价的。
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B*********1
发帖数: 3181 | 169 如果这次的量子通信用的不是量子纠缠，还是普通单光子，那宣传应该是有误导了
【在 c****p 的大作中提到】
: 现在基本都是用单个光子实现的。
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c****p
发帖数: 380 | 170 有量子纠缠的成分在里面。具体就是把纠缠的两个粒子发到两个不同的物理位置来验证
纠缠是可以超远距离存在的。但用来做加密的还是用单光子。
【在 B*********1 的大作中提到】
: 如果这次的量子通信用的不是量子纠缠，还是普通单光子，那宣传应该是有误导了
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B*********1
发帖数: 3181 | 171 调制一个粒子难道不是该粒子本身的状态就改变了？
这时候另一端的粒子也会跟着变还是不会
【在 c****p 的大作中提到】
: 不一样的，纠缠态的状态只有两个粒子一起看才有意义，单独看任何一个粒子都是没有
: 意义的。
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d*******p
发帖数: 1559 | 172 潘建伟：量子科学实验卫星工程将研制及发射1颗量子科学实验卫星，建设以4个量子通
信地面站（河北兴隆、乌鲁木齐南山、青海德令哈、云南丽江）和1个空间量子隐形传
态实验站（西藏阿里）为核心的空间量子科学实验系统。量子卫星发射入轨后将进行3
个月左右的在轨测试，然后转入在轨运行阶段，将完成一系列具有国际领先水平的科学
实验任务。主要科学目标为：进行星地高速量子密钥分发实验，并在此基础上进行广域
量子密钥网络实验，以期在空间量子通信实用化方面取得重大突破；在空间尺度进行量
子纠缠分发和量子隐形传态实验，开展空间尺度量子力学完备性检验的实验研究。
乌鲁木齐南山站和河北兴隆站与量子科学实验卫星配合，完成星地高速量子密钥分
发实验和建立广域量子通信网络演示实验；量子科学实验卫星飞过乌鲁木齐南山站与青
海德令哈站，青海德令哈站与云南丽江站之间时，可在两个地面站之间进行星地量子纠
缠分发实验。量子科学实验卫星飞过阿里量子隐形传态站上空时，实验站向量子科学实
验卫星发射纠缠光子，完成星地量子隐形传态实验。
【在 B*********1 的大作中提到】
: 如果这次的量子通信用的不是量子纠缠，还是普通单光子，那宣传应该是有误导了
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c****p
发帖数: 380 | 173 这样说吧。假定A和B各拥有纠缠对中的一个粒子。B在拥有的粒子上调制，然后把调制
后的粒子发给C。我们问C：你能通过观测你收到的粒子看出它被调制过了吗？C回答：
不能。然后我们问A，你能通过观测你的粒子看出B调制过他的粒子了吗？A回答：不能
。然后A把他的粒子也发给C，C现在有两个粒子了。我们再问C：通过观测你手上的两个
粒子，你能看出B的粒子被调制过了吗？C回答：可以。
【在 B*********1 的大作中提到】
: 调制一个粒子难道不是该粒子本身的状态就改变了？
: 这时候另一端的粒子也会跟着变还是不会
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B*********1
发帖数: 3181 | 174 这个用普通单光子同样也可以做到。。。
A把普通单光子发给B，发之前记录粒子状态，然后用起偏器复制一个，其它各步以及各
步中的状态和结果完全相同
一个改进的方法是A在发给B之前产生两个或多个，即一束光子，状态完全一致，然后可
以发给多个B、C。这个过程中完全不涉及量子纠缠，而且用纠缠对、多粒子纠缠由于存
在技术上的难度成本更高或无法实现
【在 c****p 的大作中提到】
: 这样说吧。假定A和B各拥有纠缠对中的一个粒子。B在拥有的粒子上调制，然后把调制
: 后的粒子发给C。我们问C：你能通过观测你收到的粒子看出它被调制过了吗？C回答：
: 不能。然后我们问A，你能通过观测你的粒子看出B调制过他的粒子了吗？A回答：不能
: 。然后A把他的粒子也发给C，C现在有两个粒子了。我们再问C：通过观测你手上的两个
: 粒子，你能看出B的粒子被调制过了吗？C回答：可以。
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c****p
发帖数: 380 | 175 你说的这种情况B没有办法在一个光子上编码两个比特的信息，只有纠缠才可以让C收到
A和B的两个粒子后解码两个比特的信息。
【在 B*********1 的大作中提到】
: 这个用普通单光子同样也可以做到。。。
: A把普通单光子发给B，发之前记录粒子状态，然后用起偏器复制一个，其它各步以及各
: 步中的状态和结果完全相同
: 一个改进的方法是A在发给B之前产生两个或多个，即一束光子，状态完全一致，然后可
: 以发给多个B、C。这个过程中完全不涉及量子纠缠，而且用纠缠对、多粒子纠缠由于存
: 在技术上的难度成本更高或无法实现
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B*********1
发帖数: 3181 | 176 可以的，你再想想
【在 c****p 的大作中提到】
: 你说的这种情况B没有办法在一个光子上编码两个比特的信息，只有纠缠才可以让C收到
: A和B的两个粒子后解码两个比特的信息。
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c****p
发帖数: 380 | 177 B如果只用一个光子发给C，编码在偏振上，是做不到的。你说说你的方法？
【在 B*********1 的大作中提到】
: 可以的，你再想想
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B*********1
发帖数: 3181 | 178 A手里的粒子也可以记录或产生时调制两个自由度
【在 c****p 的大作中提到】
: B如果只用一个光子发给C，编码在偏振上，是做不到的。你说说你的方法？
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c****p
发帖数: 380 | 179 如果有多个自由度，那么其他自由度也可以是纠缠的，同样可以传递更多的信息。
【在 B*********1 的大作中提到】
: A手里的粒子也可以记录或产生时调制两个自由度
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B*********1
发帖数: 3181 | 180 那你的两个bit是怎么在一个自由度上实现的呢？
这中间是否量子纠缠是必须的。。。
【在 c****p 的大作中提到】
: 如果有多个自由度，那么其他自由度也可以是纠缠的，同样可以传递更多的信息。
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c****p
发帖数: 380 | 181 嗯，量子纠缠是必须的。B调制的时候既调偏振又调相位，C解调的时候两个粒子一起测
，可以既测出偏振的变化又测出相位的变化。相位这东西，只有在两个粒子纠缠的情况
下才有意义。
【在 B*********1 的大作中提到】
: 那你的两个bit是怎么在一个自由度上实现的呢？
: 这中间是否量子纠缠是必须的。。。
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B*********1
发帖数: 3181 | 182 如果是非纠缠粒子对，出生时也同相——与纠缠的版本等价，只是没有纠缠
这两个版本，为什么一个能调相位，一个不能？
【在 c****p 的大作中提到】
: 嗯，量子纠缠是必须的。B调制的时候既调偏振又调相位，C解调的时候两个粒子一起测
: ，可以既测出偏振的变化又测出相位的变化。相位这东西，只有在两个粒子纠缠的情况
: 下才有意义。
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c****p
发帖数: 380 | 183 两个独立的粒子只能存在一个global phase，在量子力学中是没有意义的。
【在 B*********1 的大作中提到】
: 如果是非纠缠粒子对，出生时也同相——与纠缠的版本等价，只是没有纠缠
: 这两个版本，为什么一个能调相位，一个不能？
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B*********1
发帖数: 3181 | 184 问题在于粒子是在B、C之间分发的，类似独立粒子，虽然二者纠缠。你不对它们保真，
global phase同样会丢
你用同样的保真手段处理两个独立粒子，全局相当然就有
【在 c****p 的大作中提到】
: 两个独立的粒子只能存在一个global phase，在量子力学中是没有意义的。
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c****p
发帖数: 380 | 185 独立指的就是不纠缠的情况。另外独立粒子拥有的global phase是没用的，因为没有物
理意义。这里讨论的是理想情况，没有考虑去相干等环境影响。
【在 B*********1 的大作中提到】
: 问题在于粒子是在B、C之间分发的，类似独立粒子，虽然二者纠缠。你不对它们保真，
: global phase同样会丢
: 你用同样的保真手段处理两个独立粒子，全局相当然就有
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B*********1
发帖数: 3181 | 186 噢，纠缠粒子对和普通孪生对在global phase上有何区别？
或者考虑没有分发、都在实验室里的情况下。。。
【在 c****p 的大作中提到】
: 独立指的就是不纠缠的情况。另外独立粒子拥有的global phase是没用的，因为没有物
: 理意义。这里讨论的是理想情况，没有考虑去相干等环境影响。
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c****p
发帖数: 380 | 187 global phase只有数学上的意义，在物理上是没有意义的，因为无法观测。
【在 B*********1 的大作中提到】
: 噢，纠缠粒子对和普通孪生对在global phase上有何区别？
: 或者考虑没有分发、都在实验室里的情况下。。。
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B*********1
发帖数: 3181 | 188 你把两个版本的光子对通过同一台迈克尔逊干涉仪，二者的相位有何不同？
【在 c****p 的大作中提到】
: global phase只有数学上的意义，在物理上是没有意义的，因为无法观测。
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n********d
发帖数: 7676 | 189 teleportation是不是靠谱其实最后都离不开这些最基本的问题，那就是光子的产生，
传输，接受，存储和计算。做实验无所谓，发送无数个纠缠光子给Alice和Bob，哪怕99
.99%都在路上衰减了，只要剩下的0.01%
能证实纠缠态，那么实验就成功了。现在所有的量子通信网络，卫星和产品，除了
产生纠缠光子是新东西，其他的全是经典的光通信。那么必然要解决光通信曾经面临的
问题。
【在 c****p 的大作中提到】
: 没有嘲笑工程师，相反我认为量子通信很大程度上就是一个工程学的问题。
: teleportation是可以做，而且未来肯定是作为量子中继器的一个必要组成部分的。现
: 在的技术瓶颈不在teleportation本身，而在量子内存。就是你在teleportation之前要
: 有地方存你要发送的量子态和用来teleport的纠缠对，而且存储时间要长，同时要是高
: 保真度的，这目前在技术上还做不到。
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n********d
发帖数: 7676 | 190 你说的对。可能这么说好一点，那就是在光通信里，一个光脉冲只要大部分光子不牺牲
（在探测器的灵敏度之内）就能被正确接收，而量子光通信则是前赴后继地单兵突破，
最后幸存的光子数决定了有效比特数。
【在 p*******n 的大作中提到】
: 你的理解有些问题。
: 在测量之前，纠缠光子对中的任何一个都是处在非0非1态上。任何测量或者窃听，必然
: 使其中的一个光子从量子比特坍缩到经典状态下。而同时另一个光子也必然发生坍缩。
: 在坍缩之前的量子比特是不可探测的，因为任何探测必然引发坍缩。所以测量得到的必
: 然是经典状态。而坍缩后的经典状态之间具有统计关联性，这是建立在重复测量的基础
: 上的。至于为什么我们确信有量子比特的存在，这是因为统计测量表明任何一个量子比
: 特在测试结果为0为1都存在一定的几率，这也是建立在重复测量上的。
: 所以我觉得任何只谈量子纠缠不谈量子统计的科普都是耍流氓。很容易就让人产生单光
: 子超距作用的幻想。
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h*********g
发帖数: 4934 | 191 属实，没超光速的永远超不了，但本身就超光速的永远也降不下来，算另一个世界，相
对论没否认超光速世界存在，说不定还跟亚光速世界存在某种联系。
【在 m**********e 的大作中提到】
: 妈的民科真多
: 相对论只说光速对任何参考系不变，相对论从来没有否定不能超光速
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B*********1
发帖数: 3181 | 192 所以一定要在前面加一句，“我们所处的三维时空”
否则严谨的科学家看了会感到不舒服，尤其是数学家们
【在 h*********g 的大作中提到】
: 属实，没超光速的永远超不了，但本身就超光速的永远也降不下来，算另一个世界，相
: 对论没否认超光速世界存在，说不定还跟亚光速世界存在某种联系。
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c****p
发帖数: 380 | 193 如果你把两个单光子打入一个50/50光束分离器的两个入口，会看到所谓的HOM干涉效果
。即两个光子总是从一个出口出来，不存在各从一个口出来的可能。至于入射纠缠光子
会怎么样，取决于具体的纠缠态了。
【在 B*********1 的大作中提到】
: 你把两个版本的光子对通过同一台迈克尔逊干涉仪，二者的相位有何不同？
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c****p
发帖数: 380 | 194 现在最前沿的量子通信已经不需要你说的单光子单兵突破了。搞码农和通信的人不相信
量子，正常。不过恐怕有朝一日还需要把量子编程语言学习一下，把量子通信的基本知
识补习一遍。
【在 n********d 的大作中提到】
: 你说的对。可能这么说好一点，那就是在光通信里，一个光脉冲只要大部分光子不牺牲
: （在探测器的灵敏度之内）就能被正确接收，而量子光通信则是前赴后继地单兵突破，
: 最后幸存的光子数决定了有效比特数。
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c****p
发帖数: 380 | 195 民科果然是思路又广，欢乐又多。
【在 h*********g 的大作中提到】
: 属实，没超光速的永远超不了，但本身就超光速的永远也降不下来，算另一个世界，相
: 对论没否认超光速世界存在，说不定还跟亚光速世界存在某种联系。
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n********d
发帖数: 7676 | 196 我不觉得这个和量子有关系。你用的东西都是光通信里搞过的东西。so far，我没有见
到一个新的光器件是新发明的。单光子发生器，接收器，这些不都是存在的光器件吗？
现在墨子卫星是单光子收发吧？你要一次发多个光子也可以啊，弄多个收发系统不就完
了。好吧，你们还可以用波分，最靠谱的是用衍射光栅来分开吧？你能复用多少个波长
？你接收器的大小摆在那呢。更何况不同波长之间还有非线性干扰的问题。你说说看，
你们用到了什么超出现在光通信器件范围的东西？
【在 c****p 的大作中提到】
: 现在最前沿的量子通信已经不需要你说的单光子单兵突破了。搞码农和通信的人不相信
: 量子，正常。不过恐怕有朝一日还需要把量子编程语言学习一下，把量子通信的基本知
: 识补习一遍。
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c****p
发帖数: 380 | 197 我不是搞卫星的，所以我不知道卫星上有什么，等他们文章出来可以读一下。不过我知
道量子通信里面用的新器件多了去了，可以把源，接收机，到信道全颠覆了。源有十几
种不同的纠缠源产生不同种类的纠缠，还有其他的量子源例如产生压缩态，量子点单光
子源等，接收机单光子探测器也有数十种，例如基于超导纳米线的单光子探测器，还有
专门设计的可以突破经典极限的量子接收机，现在连光纤都有为量子通信定制的（虽然
我并不认为这是件好事情，因为量子通信首先要做到跟上一代光通信的兼容性）。我说
的这些都是在field test里面已经用上的，还有很多实验室中的就不提了。此外，还有
无数的理论革新，现在理解了很多信道的量子容量（香浓信道容量的量子版本），量子
态区分极限，纠缠所能带来的性能提升等问题。总之，量子通信带动了整个行业的发展
，不仅仅是加密解密这么简单的。
【在 n********d 的大作中提到】
: 我不觉得这个和量子有关系。你用的东西都是光通信里搞过的东西。so far，我没有见
: 到一个新的光器件是新发明的。单光子发生器，接收器，这些不都是存在的光器件吗？
: 现在墨子卫星是单光子收发吧？你要一次发多个光子也可以啊，弄多个收发系统不就完
: 了。好吧，你们还可以用波分，最靠谱的是用衍射光栅来分开吧？你能复用多少个波长
: ？你接收器的大小摆在那呢。更何况不同波长之间还有非线性干扰的问题。你说说看，
: 你们用到了什么超出现在光通信器件范围的东西？
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n********d
发帖数: 7676 | 198 呵呵，还有市场都开始卖量子交换机了。你把任何一个单光子发生器和接收器的detail
说一下啊，看看新在什么地方。还有光纤。
【在 c****p 的大作中提到】
: 我不是搞卫星的，所以我不知道卫星上有什么，等他们文章出来可以读一下。不过我知
: 道量子通信里面用的新器件多了去了，可以把源，接收机，到信道全颠覆了。源有十几
: 种不同的纠缠源产生不同种类的纠缠，还有其他的量子源例如产生压缩态，量子点单光
: 子源等，接收机单光子探测器也有数十种，例如基于超导纳米线的单光子探测器，还有
: 专门设计的可以突破经典极限的量子接收机，现在连光纤都有为量子通信定制的（虽然
: 我并不认为这是件好事情，因为量子通信首先要做到跟上一代光通信的兼容性）。我说
: 的这些都是在field test里面已经用上的，还有很多实验室中的就不提了。此外，还有
: 无数的理论革新，现在理解了很多信道的量子容量（香浓信道容量的量子版本），量子
: 态区分极限，纠缠所能带来的性能提升等问题。总之，量子通信带动了整个行业的发展
: ，不仅仅是加密解密这么简单的。
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n********d
发帖数: 7676 | 199 光让你找也不仗义。我刚google了一下单光子接受器。第一篇就是个14年的专利。这连
我这个多年不碰下三路的都明白啊。这个也是建立在最基础的光通信雪崩探测器的基础
上啊。
一种单光子探测器电路及其探测方法
CN 102735351 B
ABSTRACT
本发明公开一种单光子探测器电路及其探测方法，单光子探测器电路采用速度高于常规
门控单光子探测器的高速放大器，使得门控脉冲产生的电尖峰和雪崩信号在时域上可以
被分离，再通过高速比较器，能够在亚纳秒的时间间隔内，对电尖峰和雪崩信号分别响
应，产生脉冲输出，最后通过高速计数器，根据脉冲数目，判断有没有雪崩信号产生，
从而进行单光子信号的甄别。本发明的优点在于结构简单，可以分离出原始的雪崩信号
，充分利用了雪崩信号，单光子探测效率高。 |
n********d
发帖数: 7676 | 200 这是第200楼了。俺就跟到这吧。我觉得这是世界观的问题，搞物理的觉得世上无难事
，神挡杀神佛挡杀佛。搞工程的觉得世界上都是难事。其实，做光通信的大多也是物理
出身。激光碰到的问题，单光子只会更麻烦。想着就头疼。 |
|
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c****p
发帖数: 380 | 201 量子交换机估计是挂羊头卖狗肉的，不过超导单光子探测器和纠缠源真有人卖。我觉得
源和探测器主要创新在纳米技术和量子技术的结合，其他量子接收机受益于理论上的创
新。光纤没有什么新的，就是把损耗做得更低。我也同意你说的，要把这个东西做大做
稳定做可靠，工程上的问题还是不少的，但我希望这个领域可以做大，科技发展到现在
新的东西不多了。
[在 nomansland (noid) 的大作中提到：]
:呵呵，还有市场都开始卖量子交换机了。你把任何一个单光子发生器和接收器的
detail说一下啊，看看新在什么地方。还有光纤。 |
p*******n
发帖数: 1928 | 202 我就自己所了解的简单谈一谈吧。
一。从光传输网的发射端来看
利用减弱激光脉冲的方式产生单光子和传统光通讯差别不大。
利用自发参量下转换（SPDC）产生纠缠光子对肯定是传统光通讯没有的。
利用单量子点或者单个缺陷态实现可控单光子发射也是传统光通讯里没有的。
后两者是量子通讯研究的主流。
二。从光传输网的接受端来看
雪崩光电探测器（APD）和光电倍增管（PMT）用作单光子探测，和传统光通讯差别不大。
超导纳米线单光子探测器（SSPD）肯定是传统光通讯没有的。
后者由于量子效率很高和暗计数极低，逐渐成为单光子探测的主流之一，和APD有平分
秋色的趋势。
三。从光交换网来看
光交换是传统光通讯的主要瓶颈之一。主流的光交换实际上是基于电交换的。也就是华
为起家的程控交换机，外加上光电/电光转换。这种形式的光交换在中长距离的光网络
中应用是没有问题的。但对于短距离光通讯而言，在体积，能耗和组网灵活度上，存在
很大的问题。这也是为什么光学逻辑和光学计算机没有成功的原因所在。
光学量子计算机利用量子干涉（也就是crabpp提到的HOM interference）在一定范围内
绕开了光学交换。在线型光学元件的基础上实现了量子光学逻辑。当然，同真正实用的
量子计算机还有不少距离。
无论从光通讯系统的任何一个角度看来，量子光学通讯都引入了新的范式。所以仅从研
究上讲，的确具有很大的创新性。在实用性上，虽然我个人不抱乐观态度，但对于科学
上不了解的东西，不轻易下判断和保持充足的好奇心，我觉得还是很有必要的。
【在 n********d 的大作中提到】
: 我不觉得这个和量子有关系。你用的东西都是光通信里搞过的东西。so far，我没有见
: 到一个新的光器件是新发明的。单光子发生器，接收器，这些不都是存在的光器件吗？
: 现在墨子卫星是单光子收发吧？你要一次发多个光子也可以啊，弄多个收发系统不就完
: 了。好吧，你们还可以用波分，最靠谱的是用衍射光栅来分开吧？你能复用多少个波长
: ？你接收器的大小摆在那呢。更何况不同波长之间还有非线性干扰的问题。你说说看，
: 你们用到了什么超出现在光通信器件范围的东西？
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n********d
发帖数: 7676 | 203 量子通信之不负责任科普
首先，量子通信分广义和狭义。广义是用纠缠态光子来做信息载体，就好像无线通信通
过无线波传信息，光通信通过光（一般是激光）传信息。广义量子通信有很玄的部分，
比如teleportation，就是说纠缠光子在无限远距离可以传送状态，近似于心灵感应。
这个理论上靠不靠谱咱不说，咱不搞物理，但是这个离实际应用似乎还有若干光年的距
离，所以这里咱不拿这个说事。好吧，如果你是物理专家，觉得这个很靠谱，很快就能
用来传hello world。那就不用往下看了。
那么不谈这个teleportation，就说说单光子的的传送吧。这个和心灵感应不同，是需
要发送光子到接收端的。这个大家都能接受，对吧？现在的量子通信是怎么做的呢？光
子是波啊，有波就有振动方向啊。这个方向在传输过程中如果不受干扰是不变的。物理
名词叫偏振态。接收端用一个偏振镜，你就想象成一个细缝吧。那么这个细缝的方向和
这个波的偏振方向是一致的话，这个光子就可以被接收到了。接收端的偏振片是要转动
的，转一个角度收一个光子。很简单吧。别被纠缠态啥的名词忽悠了，激光通信里偏振
态是一个研究很多的问题，不同偏振态的光子在介质里传输的速度实际是有很小的不同
的。这个先不提。那么这个光子在传输的过程中碰到其他物质怎么办？很可能接收端就
收不到了。光子的运行方向变了嘛。被窃听了怎么办？这个是纠缠光子特殊的地方，被
窃听了的光子的偏振方向就随机改变了。接收端的偏振片可能就收不到了。这个说明了
什么？发送端和接收端要通过比对发送和接受的码字来确定是不是被窃听了。如果发送
和接受的码字错的太多，说明这个信道不能用了。是被窃听了吗？也许。当然也可能是
中间介质出问题了。比如天边突然飘过一片云挡在了发送和接受端中间。也许一阵风，
吹来了pm2.5的尘埃。anyway，you got the idea。
咱先歇一下，说说光纤通信。光纤这个东西是个了不起的发明，高锟教授因为这个得了
诺贝尔。当时的发现是玻璃为啥不能用来传激光呢？因为杂质太多。所以要提纯。当年
的光纤，实际上是玻璃棒，每公里衰减20dB，现在的光纤很容易就做到0点几dB了。这
个很了不起啊，但是还是要激光啊。什么是激光，就是受激辐射的光。你不是有衰减吗
？我可以用数量取胜，我一个光脉冲就产生10^16个光子，接收端把这个光再转成电。
这个是最基本的原理，咱就不提那些复杂的调制编码技术了，什么偏振态调制，这都是
old school了。那么我再回到量子通信，每一个光子都是不可复制的，都是孤胆英雄，
损失一个就是一个误码。所以呢，这个系统得重新设计了。发生器要产生单光子，光纤
也得特种光纤，接收器更得极端灵敏。我们知道，在光纤里光子因为衰减而损失了，每
传输几十公里可以通过光纤放大器来补充兵员，这样形成了我们现在的长距离的光网络
。当然你也可以把光信号重新变成电信号，再变成光信号，一样达到长距离传输的目的
，但是会增加一些cost。在这个科普里你会反复看到cost这个词，因为工程最重要的就
是cost，你在实验室里能做成的事，不代表你能实用；如果不计cost，那么会产生很多
奇迹。所以大家看到一些所谓英雄实验的，得多问两句，在什么条件下，什么cost下做
的实验。这个是最容易作弊的。anyway，这个光纤放大器或光变电再变光的过程叫做中
继。在量子通信里叫量子中继。同学们，这个量子中继可不容易啊。纠缠光子牺牲了就
牺牲了，没法重生了。所以光放大是不行的。那么转成电信号呢？当然可以，但是你不
是纠缠光子了，电子很容易被窃听的啊。这个不就不安全了吗？我这么问是不是有点耍
流氓啊？
好了，我们说过每一个光子都是孤胆英雄，因为原理就是两个光子之间的纠缠态和其不
可复制性，所以我们没法像激光器一样以量取胜，10^16个光子代表一个比特。那么问
题来了，衰减怎么解决呢？一个光子的能量是大约6x10^-34J啊。这个光子牺牲了就没
法再生了。但这些对于我们量子通信大师们都不算事。虽然我不知道他们怎么解决的，
但是他们已经解决了这个近似不可能的任务。well，ok，I admit I lied。我看到的宣
传是已经可以建成了20公里3个节点（中继）的链状通路。当然我没看具体的论文。不
知道这个20公里是在实验室里的20公里光纤还是真的两个距离20公里的地点。还是那句
话，英雄实验要看环境啊。你铺在路下面的光纤，跺一脚颤两颤，或者温度变几度，好
说那偏振态就变了，坏说那个光子就飞了啊。所以大家了解这个量子通信的牛逼了吧。
光纤通信几十年的发展，不知道多少金钱的投入，就被我们伟大的量子通信大师轻易地
突破了瓶颈。作为中国人俺觉得无上的光荣啊。
好吧，闲话少说。利用光纤通信，是最简单的情况，因为光纤可以弯啊。当然光纤弯曲
会带来一些光子的泄露，好在激光产生的光子多，牺牲一点问题不大。在光通信里还有
一支叫空间光通信。就是在大气里传激光。总有地方不好装光纤啊，就好像无线上网一
样，虽然很多人已经在家里接上光纤了，还有很多人用无线的啊。空间光通信就好像无
线一样。但是，光通信是必须对上眼啊。大家在小学物理课都学过吧，一个激光器打到
月亮上不过碗口大的疤啊（别较真，可能比碗口要大点）。你不在这个光路上你就收不
到这个光啊。更严重的事，这个光在大气里衰减太厉害了。咱这是通信的光，不是打飞
机的光，功率得对人安全吧。但是一刮风，一下雨，一有雾霾，某人打个喷嚏，都会阻
断这个光路啊。这个空间光通信现在不太流行，就是因为严重不靠谱。工程讲可靠性，
几个9才能达到用户需求。这种靠天吃饭的技术几十年也没有大的发展。前文说到利用
光纤的量子通信。要我说，能实用的光纤量子通信已经是划时代的工程奇迹了。我们的
科学家们不满足啊！又搞了空间的量子通信。当然，我们说每一个光子都是孤单英雄，
激光用一支光子大军来穿过云雨和雾霾，光子就全靠自己了。这个似乎是个死结，因为
这个光子好像现在还没有能表现出什么超能力，除了孪生兄弟直接有心灵感应之外。但
是这个难不倒我们的科学家，我们不用高轨道的地球同步卫星。那个离地面好几千公里
，除了我们接着忽悠teleportation外，单个光子实在很难走那么远啊！怎么办？我们
用低轨道太阳同步卫星。这个离地大约500公里，英勇而且运气爆棚的光子还是可能达
到的。但是，这个低轨道卫星每天才经过地面一个点一次啊（卫星绕地球转，地球自己
也在转）。也就是说，在短短的不到10分钟的时间里，我们要完成地面和卫星的对准，
完成通信过程。如果天气不好，或其他原因没对准，就等明天了。这个似乎也不靠谱啊
？不！我们的科学家找到了一个完美的应用，那就是密钥传输。
这个就是所谓的狭义量子通信了。不管是空间还是光纤的量子通信，做的都是狭义的量
子通信，那个广义的量子通信是发论文用的。所以大家一定要分清楚。公平地说，想出
这个量子通信名字的人绝对是营销天才啊。现在量子通信在股市上炒的很热啊。咱们抛
开营销不谈，似乎这个狭义量子通信叫成基于量子纠缠态的密钥分发机制比较合适。当
然，反过来这个狭义的量子通信系统又给研究量子理论的物理学家们提供了一个实验平
台，所以国际友人纷纷竖起了大拇指夸我们仗义啊。
这个纠缠态的卖点是什么？不说带有科幻色彩的teleportation，最大的特点是安全。
前面说过了，不管你是干扰还是窃听，都在一定概率上会改变光子的偏振态，如果误码
过多，那么这个信道就不能用了，最快也得等明天了。当然，密钥的产生只是问题的一
部分，有密钥还得有加密的算法（cipher），cipher总还是经典的那些算法，这个和神
奇的纠缠光子无关。那么cipher是不是安全呢？那么下面就涉及密码学的最基本问题了
。你产生了一个密钥来加密要传的信息，这个密钥要和信息一样长才能保证绝对安全，
也就是所谓的一次一密。如果你密钥太短，那么就得重复使用，那么在获取足够样本的
情况下，总可以用统计方法来猜出明文，这个道理很简单吧？所以这个问题的本质是你
产生的密钥的长度相比你要加密的明文是不是足够长。那么你每天几分钟的量子通信产
生的密钥和你要加密的明文长度比是不是足够呢？again，我们要找到合适的应用。好
在，假设习主席要下达攻击命令，估计就一个“go”，这个密钥长度应该足够了。当然
，理论很美好，现实还是有些困难。安全是个系统问题。假设没有人的因素（据说大多
数的泄密都是人的因素），还要保证密钥始终是保密的。比如说你今天产生了密钥，你
存到电子设备里，那么量子纠缠态的不可窃听性就没有了。所以原理上，一定是端到端
的安全，也不能说从某天文观测站获取密钥，然后再用传统信道发到中南海习总床头。
爱耍流氓的你可能又会问了，你的密钥总得变成电子然后才能用加密算法加密明文吧？
就知道你会这么问，这个就得用到另一个大杀器了：量子计算机。同学们，通信离不开
计算，安全就不能在系统里存在一个weakest link。量子计算机可算是一个大热点了
，尤其近来，发展极为迅速。大家知道最经典的加密算法RSA，就是基于没有已知的能
在多项式复杂度下把一个大数分解为质因数乘积的算法的基础上的。什么是大数呢？现
在比较安全的应用要求实用2048bits的密钥。过些年会增加到3000多位。你可能会问，
为啥不再长呢？这个是现实的妥协，RSA要产生公钥和密钥也不那么容易，要产生大质
数，也挺费时间的。如果你有Linux环境的话，可以试一下，openssl genrsa -out
private.pem 2048， 这个会产生一个2048位的密钥。随时都可以试，不需要等卫星飞
过头顶啊。那么分解一个大数为两个质数乘积有多困难呢？2009年RSA挑战，科学家用
了几百台计算机和两年的时间来分解一个768位的数字。768位和2048位差的多远？因为
没有多项式算法存在，这个是2^768和2^2048的区别。这话说远了。大家都知道在量子
计算机下有一个经典的Shor算法是可以在多项式复杂度下解决大数分解问题的。几年前
，人们已经成功地用量子计算机解出来15=3X5，最近听说又取得了突飞猛进的进展，不
管3721地解出了21=3X7。我们的量子通信专家充分地意识到了问题的严重性，整个RSA
算法要完蛋了，不搞量子通信行吗？
当然密码专家也没闲着，just to be fair。现有的密码系统分两类，一类是以RSA为代
表的非对称加密，分公钥和私钥，一个用来加密一个用来解密；一类是对称加密，也就
是加解密用同样的密钥。遗憾的是现有的非对称加密都是基于类似于大数分解这样问题
的。这一类问题是有量子计算机的多项式解法的。大家要注意，Shor算法不仅是多项式
复杂度，而且相当简单。算法复杂度上我们称之为BQP (bounded error quantum
polynomial time), 记住量子计算是基于概率的。现在一些专家也在搞不基于这些BQP
问题的加密算法。另外，大家也普遍认为对称加密比较安全，量子计算机现在没有太有
效的办法来破解。量子计算也是对称加解密的，但是解决了通信双方的密钥共享问题。
狭义地讲，这个就是量子通信的全部现实意义，利用量子纠缠态产生理论上安全的，为
收发双方共享的密钥。实现了84年的2B论文。产生了密钥以后，就和经典的加解密没啥
区别了，黑客该怎么攻击还怎么攻击。
好了，说到这，这个科普就结束了。文中有错误，都是笔者的责任。和我国的量子通信
专家无关。当然，看好题目，本人拒绝为本文产生的任何后果负责。本人才疏学浅，自
娱娱人而已。祝我国量子通信专家继续辉煌，量子通信板块大涨长红。致敬！ |
