重生1999：开启黑科技时代 第1007节
那么为何量子通讯会如此安全？ 事情还得从头说，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。 当我们用量子通讯卫星发送密码，就得先发偏振光子，代表一个比特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，此时我们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度的偏振光子通过，甚至接收装置都要提前设置好固定的角度，比如45度，这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过滤了。 但是如果零角度的光子想从0比特的口子和1比特的口子过去怎么办？ 那就得掷骰子呗，这就是所谓的“上帝掷骰子”。 这样一来，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问题 两个都是随机的话，就会产生很多不成功传输的比特，删掉不成功的比特，剩下的就是这一回发送的随机密码。 由于一次只发送一个光子，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，因为前面说过了。 量子里面不可能有完全复制这个概念，想拦下来之后再给个原来一样的光子信息是不可能的，这就是“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码的套路叫做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，这就是人类眼下的现状。 目前的量子密钥还是依赖常规通信，无法超光速，那种超光速的量子纠缠还只是一个幻想，不打开盒子就知道猫是死是活还做不到！量子隐形传输太过魔幻了，完美的量子纠缠应用应该是无法达到的。 目前商业化的还是量子密钥，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公里，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公里和qh省的97公里大气内传输要好不少。 但是西班牙这次实验太多疑点，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，就得规避大气干扰光子脆弱的量子状态，得用卫星来分发光子，太空的几千公里换算到地面也就8公里左右，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里传输，也只是理论上在太空能传输1000公里，距离商业化还远着呢。 系统给了指南，但目前的制造水平还是有所欠缺，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，可是这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。 思路不是没有，只需要把原物信息分成经典信息和量子信息两部份，经过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。 该过程中传送的仅仅是原物质的量子态，而不是原物本身。 发送者甚至可以对这个量子态一无所知，而接收者是将别的粒子处于原物质的量子态上。 在这个方案中，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，不用这么完美，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，根本不是一个概念。 倘若量子通讯真的建设完成，就不在担心信号问题，设备搭载量子通讯芯片，只需要通过量子纠缠原理，看这边的量子状态，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，陈潇还是邀请了夏国科学院的相关的大佬过来探讨，其中就有潘伟，陆阳两个顶级专家。 说实话，他们的团队非常强大，夏国领先于世界就是他们的功劳，一开始受到邀请的时候，他们心里还有点不太重视，觉得长天科技怎么可能在这方面有所涉及？ 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，未必没有可能啊，所以还是有些小期待的。 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里了？” “量子随机发生器已经到达20gbps了？这个已经比我们要领先一点了！可惜还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！这可是来长程量子通讯钟亟需的量子中继器啊，但是这个距离还是太短了。” 潘伟和陆阳已经没有一丝丝的轻视了，长天科技闷不吭声的已经做到了这一步，难道长天科技就没有科研死角的吗？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，只是因为没有应用，所以也没有宣传。 “你们如此坦诚公布，我们大受感动，说实话，我们这边已经没有什么拿的出手的成果了，惭愧啊！”潘伟实话实说，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，他很谦逊的说：“潘院士过奖了。你们有能公布的成果就意味还有更多的东西没说出来。” “那些都是猜测，都在做实验，还没成功……” “您千万不要太过自谦，到了这一步，猜想往往比现实的成就更有价值，说不定一个猜想被证实，前面的成果全都不值一提了。邀请诸位过来就是想拿出我们的想法，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，我们也看看行不行。”陆阳直接得多，他本身就是冲着研究过来的，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过去。如果潘伟和陆阳都看不懂的话，这个星球上也没人看得懂了。 郭灿拿到陈潇给的资料那会，整个人都懵了，这些东西自己似懂非懂，老板是从哪里弄的？ 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，就像一个人做了一道题没有把握，正好来了两个水平差不多的人，高低也得给他们看看。 半晌之后，潘伟和陆阳皱着眉头，半天没说一句话。 “怎么样？您说句话吧。设想的原理和实验方案都没问题吧？”郭灿忐忑不已。 “我没完全看懂。”陆阳院士回答得很光棍。 潘伟院士也摇头：“我看得云里雾里，总感觉设计的实验也没问题，如果是我的话，我也会这样设计。最关键的问题是，原理和思路是哪里来的？跨度有点大啊，但是又好像有道理。” 听到这里，郭灿悬着的心落地了，原来不是自己没把握，是大家都没把握！既然都没把握，那做起实验来还怕什么？谁都没有标准答案，那就自己找答案咯。 “原理和思路是偶然间想到的，这个凭直觉的，所以才要找两位院士过来参考。”郭灿没有说是陈潇给的资料，这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，反正我们也没什么思路了。”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，没有前人做参照。 潘伟也是这个意思，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过超强激光作为光源，这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，光子不是一个一个的往外面崩，这样的话就得解决光子搭载信息的问题。 量子通讯安全就安全在一个光子等于一个密码，这么一堆光子，全部都有信息的话，理论上很容易被截留然后破解。 这样一来，就得保证单个光子足够强大。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。 一束光里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，然后通过偏振设备，拿到特定的光子。过程复杂，但是都是在光速的情况下做的，这个难度可想而知。 “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，我们早就实现量子通信了！” “量子测试装置呢？开了吗？” “开了！” “刻录特定光子信息的设备呢？这个就是密码啊！” “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。 然而奇迹没有发生，接收装置没有抓住特定的光子，也不知道是加密时候出了问题，还是接受的时候出了问题。 “也可能是量子通道出了问题。”陆阳补了一句，郭灿揉揉太阳xue，脑瓜子嗡嗡的响，这不就等于所有的环节都可能有问题嘛？ 还说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？ 经过三天的实验，重复了几万次的实验，也就捕捉到了十次八次特定光子，这种效率让团队都麻了。 这些学霸充分理解了学渣的痛苦，明明都给了技术说明，怎么还是解不出来呢？废话！ 黎曼猜想还有具体的证明步骤呢，能看懂的人有几个？ 基础知识达不到就得一步步验证。 陈潇是给了技术，问题是一旦涉及到技术上的提升，那就是一个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。 而这种跨越，哪怕有系统给的资料，也依然要努力去尝试，这是一个掌握技术的过程，只有这么做，才能让所有的配套跟着赶上来。 “诸位，大家停一停，我觉得这个方法有点不靠谱，我想到了一个办法，也不知道能不能行。” “赶紧说吧，还能比现在更糟糕的？我们连门槛都没跨过去。” “既然光子发射之后就抓不住，我们可以选择先把光子关起来，刻录了信息加密之后再释放光子啊。 光子没有属性，压根就没办法控制速度，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，可是我们搞不出来黑洞。” “丢！干脆直接接入光纤不更好？我们还研究个屁！况且，有黑洞的话不就干涉到量子纠缠了吗？你这博士文凭买的吗？” “你怎么能骂人呢！要是多重黑洞影响，说不定就能减速再恢复，影响就会平衡回来！不对！我又没说黑洞的事情。” “浪费时间就想出这个办法？还不是靠光纤？要不要制造部门制造一条只能容纳一个光子通过的光纤给你？” “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个头，这里的基础理论要是搞不出来，手机的芯片也就没法设计和量产，量子团队的压力非常大。 之前大家想的办法是通过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，如果发射的过程中正好有遮挡物出现，那还接收个锤子。