同态加密,为什么它不是主流加密算法( 三 )


通过量子纠缠发出的两个光子 , 我们可以建立两端一体的一个通道 , 这个通道可以用于传输量子态(但不能用于传输经典信息) , 请注意量子态是一个混沌的状态 , 而不是一个确定的状态 。通过量子纠缠 , 我们可以把一个量子的状态瞬间复制到另一个位置——通过特殊的设备将需要传输的第3个光子与已经分发的两个纠缠光子当中之一进行再纠缠 , 如此就将可以第3个光子的量子态复制到另一端 。
上图:欧洲科学家做的一个远距离量子态传输的实验的示意 , 将一个量子(绿色)的状态通过纠缠量子(橙色)传递到隔海相望的另一个岛(Tenerife),图中两个岛都位于西班牙的加那利群岛 。注意这个过程实际上并没有任何物质和能量的传输 , 而量子态的传输也不可能是超光速的 , 因为建立量子通道的过程需要分发两个光子 , 这个过程对于这两个光子来说是不可能超光速的(但两个光子背向而驰对第三者观察来说它们是以两倍光速完成了这个通道的建立 , 这是相对性造成的观察差异 , 这里不是讲相对论 , 所以不多说了) 。
量子通讯的应用主要就是进行量子态(或者量子位——量子态的最小单元)的传输 , 量子态的传输可以无限极联下去形成量子中继网络 , 如此就可以把一个量子的状态中继到很远的地方去 。此外利用纠缠量子对来分发密钥可以实现超高安全性的加密经典信息传输网络——这叫做量子密钥分发 , 或者媒体喜欢说的“量子加密传输”——实际上这个加密传输跟“量子传输”没有什么关系 , 只是在传输数据之前用纠缠量子来分发密钥而已(因为量子分发的密钥没法窃听) , 数据还是通过传统的方式传递的 , 例如通过光纤和互联网 。
这里通俗地解释一下“量子位”(qubit)与“经典位”(bit)的差别:我们可以把量子位简单地看作为一个混沌态的单位 , 而把经典位看作为确定态的单位 。因为量子位是混沌的 , 所以对量子位进行测量得到的是一个随机的经典位,因此量子位不能传递任何有效的确定信息(所谓量子信息学的“无传输原理”) , 但是能够用于建立一个纠缠通道(如果此量子是源于纠缠的话) 。
量子纠缠的速度是光速的起码10000倍 , 违反相对论吗?
当然违反相对论 , 原因在于相对论是有边界条件的 , 这个边界条件就是假设了光子或量子的质量为零 , 以及光速是宇宙中的最大速度等 。但是从黑洞能够吸入光子或量子的事实证明 , 其质量不为零 , 只是我们目前的科技不能检测出光子或量子的质量而已 。量子是处于能量与物质之间的临界点的最小单元 , 所以量子纠缠就是能量与质量之间的相互制约或牵制 , 其中的纠缠速度就应该是能量的传播速度 , 这才是宇宙中真正最大速度 。
至于量子的纠缠速度是光速的10000倍还是多少倍 , 现在还不得而知 , 要弄清楚这一点就必须先弄清楚如下一些问题:1.能量的本质是什么?2.我们怎样才能发现纯能量或暗能量 。我们现在对能量的认识是依附于物质而存在的能量 , 例如 , 太阳能是依附于空气、水以及地球上其它物体、来自于太阳辐射的能量 , 化学能是依附于原子间的化学键的能量 , 核能是依附于原子核内部粒子间结合的能量 , 而生物能是依附于生物体的能量 , 等等 。

推荐阅读