密码学中的state是什么意思( 三 )


这是一件让爱因斯坦非常困惑的事
他说:“为什么在相同条件下准备好的事物
经历同样的操作,表现出来的却是随机的呢?”
他说
他不喜欢这个事实,看起来上帝好像在和宇宙玩骰子
稍后我们会做解释
但是我们现在讨论将装置旋转
在我旋转装置之前
我将要谈论这个奇怪的行为,这个概率性的行为
对于这件事最好的比喻就是,我从同事那里听到的故事
同事比尔·伍德斯从事本科生教学数十年
他说:“事实上这是一个有教育意义的比喻 。”
还记得老式学校,学生不应该在课堂上说话
只应该回答老师的提问
被测量的量子系统就像这样
所以老师就像是测量改进的部分
在这种情况下 , 由晶体和探测器组成
学生就像光子一样
所以老师问:“你是竖直偏振还是水平偏振的?”
学生回答到:“我的偏振方向与水平方向夹角是55度 。”
(老师说)“我在问你问题 , 你是竖直偏振还是水平偏振的?”
(学生说)“水平偏振,先生 。”
(老师说)“你之前有其他方向的偏振吗?”
(学生说)“没有,先生 , 我一直都是水平偏振的 。”
量子测量也是这样的情况
但是这样并没有让量子测量少一点神秘感
这只是看起来能让人们对量子测量有更多熟悉感
在我们解释量子测量这件事为什么发生之前
先解释一下量子测量是如何用于密码学的
我认为已经很好地解释了
你可以准备一连串竖直和水平偏振的光子
如果你知道它们是什么
一个光子可以携带一个比特的信息
他们可以确定的走另一条路
如果你入射对角偏振的光子,你同样可以确定区分他们
但是你必须用一个旋转过的测量装置
没有测量可以区分所有四种偏振态
这个基本限制使得量子货币和量子密码学成为可能
然后这些光子会被执行由Gilles (Gilles Brassard) 和我发展出的特定的操作
即我们把四种不同偏振的光子从Alice发送到Bob
然后我们对普通信息进行一个经典的讨论
这些信息是窃听者可以窃听的
最终的结果是,Alice和Bob之间有一串共享密钥串
如果有太多窃听,他们会把这串密钥丢弃
如果能以很高的置信度知道并没有窃听行为
他们会知道这个密钥只属于他们 , 其他任何人都不知晓


现在我开始讲另一种密码术,这种密码术建立在量子纠缠上
但是我需要解释什么是纠缠
但是这种不确定原理是无法摆脱的
如果你试着测量光子,你无法准确测量它的偏振
如果你不知道最开始的偏振是什么
因此不存在这样一种装置 , 你放进去一个光子
它会告诉你这个光子的偏振是什么
你无法克隆一个光子,因为如果你可以克隆它
你就可以造出成千上万的光子
然后测量光子,从统计数据中以任意精度确定光子的偏振
存在一种可以放大光子的装置
我手中就拿着一个 , 这个装置叫激光
但是激光的工作原理是
你知道“laser”这个单词意思是受激辐射光放大
这个意思是,你输入一个光子,会由几个光子输出
它们通常工作在振荡模式下
所以它可能是一个关于受激辐射的光振荡器
但是他们认为“loser”这个缩写并不是很好
因此无论如何,这是一个光放大器
但是有一个关于激光的事

推荐阅读