用超级计算机来破解2048位经典加密需要花10亿年 。 如果大家还不放心， 我们可以用100万位密钥， 其传送只需几秒 。
撰文 | 无邪（量子计算领域从业人员）
如果说20世纪是第一次信息革命的时代， 那么21世纪的今天， 我们将面临第二次信息革命 。 在过去的半个世纪里， 随着互联网的兴起和普及， 信息传播速度、传播广度及传播量都得到了不可思议的发展 。 互联网上每天产生巨量的数据， 从中提取有用的信息则需要无比强大的算力 。 即便如谷歌这样的科技巨头， 在面对这些数据时， 也只能望而兴叹 。 更令人悲观的是， 算力的发展速度， 似乎远不及数据增长的速度 。 随着未来5G网络的推广， 物联网的兴起， 信息交互的复杂度更是难以想象 。 量子计算在这种形势下被寄予厚望， 也就在情理之中了 。 相比破解RSA密码的Shor算法， 更为强大的计算能力， 才是人们真正追求的圣杯 。
今天， 我们日常通过手机、电脑、穿戴设备进行频繁的沟通， 我们对通信太习以为常以至于几乎忘记了通信的本来面目 。 本文试图从最原始的通信开始， 穿过那些文字、图片、视频， 看看通信在背后究竟是干什么的、怎么干的， 也试图引导有兴趣的读者思考一下未来的通信应该是什么样子的 。 以现代通信之庞杂， 作为一份极简的科普短文是远不够介绍其全貌的， 甚至连管窥也未必做得到 。 其中的粗疏谬误之处， 还望读者不吝指教 。
什么是信息？
【谈量子通信前，先看看经典保密通信安全性几何？】信息， 英文“Information”， 在Wikipedia上的定义是“Informationistheresolutionofuncertainty;itisthatwhichanswersthequestionof"whatanentityis"andisthusthatwhichspecifiesthenatureofthatentity,aswellastheessentialityofitsproperties.Informationisassociatedwithdataandknowledge,asdataismeaningfulinformationandrepresentsthevaluesattributedtoparameters,andknowledgesignifiesunderstandingofanabstractorconcreteconcept.”翻译过来是：信息是对不确定性的解析 。 它回答的是“某个事物（实体）是什么”， 也就是关于这个事物属性的说明， 以及其属性的本质 。 信息与数据和知识关联， 数据是信息有意义的表达， 代表参数赋予的值；而知识表示对抽象或具体概念的理解 。 再来看看百度百科：信息， 指音讯、消息、通讯系统传输和处理的对象， 泛指人类社会传播的一切内容 。 一对比就发现二者描述的深度不一样 。
想象这么一个场景， B君去了一趟沙漠， 回来之后告诉A君说：我在沙漠里发现一种奇怪的花， 白天看是枯草， 晚上就开了 。 这句话传递了什么信息呢？显然他描述了一种沙漠里才有的花， 并描述了这种花的属性（白天枯晚上开） 。 接下来有两种情况：1.如果A君没去过沙漠， 没见过这种花， 那么B君告诉A君这些信息之后， A君就得到了这些信息， 假如他相信B君， 那A君还可以基于这些信息建立一定的新知识；2.如果A君去过沙漠， 早就见过这些花， 了解这种花， 那B君告诉他这些还有用吗？显然没有， 对A来说这是已知的 。 因此， B的这句话对A来说包含的信息量就不大了 。 我们再从另一个角度来看， 假如A君是研究这种花的， B君的描述对A的研究而言， 就是一个“样本”， 或者说“数据”， A如果同时还收集到了更多目击者的类似描述， 那么A就可以更加确定这种花的存在及其属性 。 换句话说， B君的描述， 增加了关于花的“知识”的可信度 。
从上面这个虚拟的场景我们可以看出， 信息是与“观察者”密切相关的， 同样的“数据”， 对不同的观察者而言得到的信息量是不同的 。 类似的（有相关性的）“数据”可以增加信息的可信度 。 草原上的猎豹攻击鹿群时， 第一头意识到猎豹即将攻击的鹿迅速跃起， 这个动作向其他鹿传递了“有危险”这个信息， 当越来越多的鹿意识到这一点并开始奔跑， 这个信息就变得很确定了：猎豹攻击了， 赶紧逃命！假如有一只猴子在此时好心告诉鹿群有危险， 鹿群还会搭理它吗？回答它的一定是那句大俗话：“这不废话吗！”由此可见， 信息有时效性， 在事件尚未发生之前预见到事件发生， 才包含有用信息， 对已经发生的事件做预测是没有信息量的 。 说得更哲学一点， 就回到了Wikipedia上的定义：信息是对不确定性的解析 。
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