孰吉孰凶?孰去孰从?
说到这里 , 不免想戏谑一下经典派和量子派 。 上次我们提到:因为出来唱反调的经典派犯了一些非常简单的错误 , 还试图推翻量子力学的基础 , 简直不忍直视 , 看上去就跟量子派的“托儿”似的——好像就是为了制造有争议的假象 , 让人们的注意力集中在量子派的优势方面 。 不过“经典派”可能也棋高一着呢 , 他们一直没有大人物出来站台 , 也许是因为大人物早就看清形势了:你们量子派闹得再凶 , 也不可能包打天下 , 将来还是要用经典方法和经典网络 。
我觉得 , 量子通讯争议这件事有些像谈恋爱 。 天天到公主窗前送鲜花、唱情歌的 , 并不一定能抱得美人归 。 就算你歌唱得再好、海豚音飚得再高 , 也只能赢得吃瓜群众的喝彩 , 而真正的白马王子可能早就登门入室、与公主共进烛光晚餐了——人家才不会出来和你赛歌呢 , 最多给你个神秘的微笑 。
量子派也许只是个飙海豚音的 , 人家经典派才是真正入洞房的!
【量子通讯争议:量子派和经典派谁会笑到最后?】简而言之 , 量子派既有优点 , 也有缺点 。 量子派最大的优点是宣传搞得好 , 成功地将人们的注意力集中在他最擅长的方面——发现偷听者 。 量子派最大的缺点是宣传搞得太好了 , 成功地让许多人以为 , 量子通讯具有“绝对安全性”、甚至能够包打一切 , 给自己挖了一个坑 , 一个很深很大的坑 。
上次说过 , 现在关于量子通讯的争议虽然很热闹 , 但怎么看都像鸡同鸭讲 , 让人看了着急!现在我们看到 , 经典派有经典派的误区 , 量子派有量子派的罩门 , 那么 , 量子通讯争议将来会怎么发展 , 也就显而易见了 。
量子通讯争议:将来会怎么样?
兵者 , 诡道也 。 故能而示之不能 , 用而示之不用 , 近而示之远 , 远而示之近 。
谈论未来总是危险的——因为谁也不是神汉转世 。 我也只能就几个问题谈谈自己的看法 。
量子通讯网络的成本
先简单估计一下量子通讯网络的成本 。 估计数量级是学物理的基本功 , 估计值与实际值差个三五倍很正常 , 但如果拿去讨论工程造价 , 肯定是笑话了——权当娱乐好了 。
量子通讯的基础是量子不可克隆定理 , 而这个定理反过来又限制了光子的完美复制 , 所以我觉得 , 量子中继器是造不出来的(再次强调 , 这是个人观点 , 我也不认可基于“量子芝诺效应”之类的量子中继器) , 这就限制了量子通讯单次传输的最大距离:基于光纤的量子通讯大约是100千米 , 基于卫星的量子通讯大约是1000千米 。
我国的陆地面积是1000万平方千米 , 那么覆盖全境的光纤网络需要1000个基站 , 总计长度20万千米的光纤 , 假设一个基站造价100万人民币 , 一千米光纤1万 , 大概要30亿 。 考虑到现在的光缆里面都是几百根也许更多的光纤 , 一次还可以铺设不止一条光缆 , 而量子通讯只不过用一根光纤 , 以后还有同时使用几个不同波长的可能性 , 所以铺设光纤网络的真实成本可能还要低 。 建造基站的价格也许会高一些 , 还没有考虑安保的要求(毕竟是“可信中继”嘛) 。 好了 , 30亿 , 数量级是不会错的 , 但是不可能给出更精确的价格了——上下差个3倍很正常 。 对于这样的网络 , 相邻两个基站之间的量子信息传送速率大概是100兆每秒 。
基于卫星的量子网络 , 估计起来就更困难了 。 卫星的发射成本是个谜 , 而相邻地面站的距离若为1000千米的话 , 只需要建10个 , 其实每个省建个天文观测台就可以了 , 而量子通讯只需要用一个天文望远镜而已(直径大概是1米) 。 这些成本也很难估计 , 我猜是100亿吧(包括5~10颗卫星?) , 应该也不会差出3倍的 。 因为卫星和地面的通讯是串行操作 , 一次只能联系一个基站 , 卫星2小时转一圈 , 每个基站顶上停留大约5分钟 , 现在的最大传递速率是40万比特每秒(我觉得已经到极限了) , 那么平均下来的传输速率不过是2万比特每秒(如果说白天或者雾霾天气还会更低) 。
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