亚博_量子通信争议,经典派到底争了些啥?

来源:亚博科技资讯 作者:亚博科技前沿资讯网 时间: 2019-03-19 12:04:22

亚博报导:

撰文 | 徐晓(华南理工大学物理与光电学院)   

咱们至少得知道,经典派问的问题是什么。

张三和李四讲个体己话,王麻子要偷听。搞量子通讯的量子派就对张三、李四说:“定心,王麻子偷听不了,我有量子通讯保密咧!王麻子一偷听,你们就晓得了。”曾经就搞通讯的经典派就瘪瘪嘴,说:“这问题俺们早就处理了,让王麻子偷听也听不清,并且俺们的方法还廉价。”说着说着,两派就争起来了。

《量子通讯争议,都在争些什么?》一文,给咱们讲了上面的故事,让咱们吃瓜大众知道了两派争持的原因:他们并没有就量子通讯的科学原理的正确性进行争辩,而是就其工程有用意义和本钱问题进行争辩。这个总结,是契合行内的争辩现实的。

可是,提到争辩自身,我觉得文章没有交待清楚。

文章中说,经典派进犯量子派是“通讯两边老老实实待在固定方位”“物理体系软弱”,如同把问题都说了。可是这话究竟啥意思呢?老老实实待在固定方位有啥不好呢?物理体系怎样就软弱了呢?通讯体系不都是物理体系吗?听起来如同经典派有点吹毛求疵。

所以我就从通讯技能开展的底子景象动身,来“八卦”一下经典派的质疑是什么。

量子通讯通什么?

要了解两派的争辩,先得了解量子通讯究竟做什么事。

量子通讯尽管叫“通讯”,但并不是咱们所了解的两边拿起电话说声“你好”的意思,而是两边为了进行保密通讯而做的准备活动。

什么活动?密钥的发生和分发。

密钥是用来加密通讯信号的一串暗码。有了这个暗码,咱们就能够用一个程序,结合暗码,把发送的通讯内容加密,或把接纳的内容解密。因而,这个暗码就像是把箱子的钥匙,就叫密钥。

好的密钥,应该是他人想半响、搞半响也仿不出来的。并且,便是好的密钥,过段时刻,也得从速换掉,避免时刻太长被人揣摩出来或许偷了。

密钥生成后,还得从速送到使用者手里,以免半途有王麻子来偷。

量子派夸耀的是他的生成和分发技能:密钥高档难仿;生成和分发是在量子信息通道里马上完结,所以密钥想什么时候换,就什么时候换;而假如王麻子要在量子信息通道里去偷听,马上就会被识破。

经典派的质疑

经典派针对量子派的夸耀,进行了两点辩驳:一个是分发方法太贵,无法商用;一个是王麻子底子就不偷听,直接让你传不成信息就好了。

那么经典派怎么质疑的?咱们来具体分化一下。

网络

两个人之间要通话,一根电话线就够了;三个人彼此间要通话,假如仍是选用两个人之间拉线的方法,就要3根线。N个人呢?那要N(N-1)/2根线。因而,100个人,要4950根;1000个人,便是499500根。。。。。。这样拉线,不是个方法。就算再有钱,也不是这么花。

现代通讯的方法,是建个通讯网。每个人都把自己的电话线接进网。而网里有一些电话线,能够暂时接给要通讯的两边。通讯完,两边都断掉跟这个网里的电话线的衔接。网里这些线就能够给他人用了。比方,咱们为100个人建一个通讯网,有50根电话线在网里,那么一起所有的人都能够捉对厮杀——不,是“说体己话”了。加上每个人连入通讯网所需的那1根线,咱们一共只不过用了150根线就齐活了。本钱大幅度下降。

现代通讯技能的开展,便是使用网络化的方法,尽量共用信道,所以通讯越来越廉价。——要不是通讯廉价,你会时不时在微信群里聊个天,消磨时光么?

当然,通讯网络的存在,也有一个缺陷,便是你得在通讯时接入网络、通讯完毕断开网络。曾经,这个接线的作业,都是人工做的,现在现已主动化了。可是,主动化了,也省不了通讯信号在不同通讯通道间转化的进程。

说这个跟量子通讯有什么关系呢?

量子通讯有个原理上的缺陷:要完成量子通讯,要求进行通讯的两边,有必要有一个直接的物理通道来当量子通讯通道,以便进行秘钥的发生和分发。

从这一点动身,咱们马上看出了这个技能与现在通讯技能的对立之处:现代通讯的趋势是网络化,而这个技能实际上是要求通讯者两两之间要有物理通道,不能有中心的转化衔接。这是与网络化各走各路的,天然也就意味着本钱昂扬。

当然,由于技能的开展,做量子通讯的也在开展量子中继,用来做通道转化。可是,咱们有必要了解,就切近的未来而言,这明显是探究中的技能,不构成回应“经典派”的理由。

实在性(authentication)

网络化真是令人伤脑筋!

因而,量子派有新说法。

有许多量子派的人会通知你,保密有专门的通道,保密通讯,尤其是秘钥的生成,跟网络化的关系不大。

真是这样吗?

假如你饿了,你能够经过手机从银行卡里取一笔钱,然后经过微信付款给肯德基,买个“老北京鸡肉卷”套餐。在这个进程中,你当然关怀你的钱只需你能取;而对银行而言,则需求关怀取款的是你自己,而不是王麻子。

确保你是你,便是信息的实在性(authentication)。

银行怎么确保你是你呢?最少的一点,他得确保你从手机输入后送到银行的信息,是被加密后传送的。不然,这个信息一旦被偷听,你的银行暗码就泄露了。那时候,假如王麻子用你的暗码假充你,银行也没有方法。

而这样的保密通讯要进行,又不能被人经过网络监听和强力运算而攻破的话,就需求在网络上进行大规模的秘钥实时发生和分发。这样的进程,是通讯网络中最频频的保密通讯。

明显,一个保密通讯技能,假如不能对这个实在性的需求做出回应,那么其经济适用性就大打折扣了。

这以上两点,便是经典派说量子派“通讯两边老老实实待在固定方位”的实在意义,是指他们不能进行网络化通讯,只能到一个物理通路的固定的两头进行暗码生成和交流的作业。这没有功率,又本钱贵重。

信道堵塞

在通讯史上,人们对保密通讯的损坏,并不是彻底经过偷听敌人或对手通讯的方法进行的。关于有线通讯,你能够剪断电话线。而关于无线通讯,只需察知其信道存在,你就能够依照这个信道的通讯频率,开释很多的搅扰电波,让敌方底子就没有方法进行有用的通讯。这个方法,叫做信道堵塞。

这便是说,王麻子爽性不听张三李四的体己话,在电话里一阵乱吼,让张三李四说不成话。

这正是经典派对量子派的另一个质疑:量子信道是否抗搅扰?

以量子通讯卫星为例。咱们假定其保密功能确能到达要求,也不考虑大规模商用,而仅仅军事用处。这时,咱们发个卫星,能够开释很多相似的光子进行搅扰。

这不过是信道堵塞的改进版,其针对的,是量子通讯信道的“物理软弱性”。由于量子通讯用的便是频带窄、功率低的光,通道简单被搅扰。

而从量子通讯的原理上讲,我都不必搅扰,只需坚持一向能偷听并接纳羁绊光子,即可使正常通讯方通讯不正常了。

那样的话,量子派怎么应对呢?

当然,我并不是说,这些问题,量子派无法回应。可是,咱们至少得知道,经典派问的问题是什么。

并且,答复这些问题,也有助于量子派的前进。回忆通讯史,正是既要网络化又要高效接通电话的需求,催生了大规模程控交流机;正是抗搅扰的需求,催生了扩频技能,而扩频技能正是CDMA移动通讯体系的中心。我也期望量子派有一天有自己的量子交流机、量子扩频技能。

请各位吃瓜朋友看看上述这些问题问得有没有道理,趁便点个赞。

以上经典派的观念,在美国的李宁教授传来的材料中和南开大学高山教授撰写的笑话中都有出现,特此向他们称谢。别的,“春意闹”微信群对文章进行了很多的批评修正,尤其是张艺琼、吕秀齐、姬扬、李轻舟给出了十分中肯的定见,特此向他们称谢。


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