因为A和B互相纠缠, A的变化立即影响B, 让B也发生变化 。 不过这个时候李四还不能观察B, 直到从经典通道得到张三传来的信息 。
张三将测量结果(即A发生的变化)告诉李四, 然后, 李四对B进行相应的变换处理, 就能使B成为和原来的X一模一样的量子态 。 这个传输过程完成之后, 虽然X坍缩了, 但X所有的信息都传输到了B上, 这个过程就被称为隐形传态 。
量子隐形传态中传递的量子信息是一种量子态, B粒子获得A粒子最初的状态时, A粒子的状态必然改变 。 在任何时刻都只能有一个粒子处于目标状态, 所以只是状态的“移动”, 而不是“复制” 。
被严格证明的无条件安全
根据量子的不可克隆特性, 任何窃听者试图拦截量子通信时, 都会对量子态造成破坏 。 收发信息双方只要对比部分密钥, 就能断定信息是否被截获 。
复制(即克隆)任何一个粒子的状态前, 首先都要测量这个状态 。 但是量子态非常脆弱, 任何测量都会改变量子态本身, 即令量子态坍缩, 因此量子态无法被任意克隆 。 这种量子的不可克隆特性已经经过了数学上的严格证明 。
窃听者试图拦截经典信息时, 就会复制这份经典信息 。 在量子态传输过程中, 因为无法克隆任意量子态, 于是在窃听者窃听拦截量子通信的时候, 就会销毁他所截获到的这个量子态 。
正因如此, 我们直接传输量子比特时, 不用建立量子密码 。 量子密钥的产生过程, 同时就是分配过程, 通信双方同时获得密钥, 并不需要第三者信使在中间传输 。
量子密钥分配, 就是建立起完全安全的密钥传输通道 。 因为光子有两个偏振方向, 而且相互垂直, 所以信息的发送者和接收者, 都可以简单地选取90度的测量方式或45度的测量方式来测量光子 。
得到全部测量结果后, 他们之间通过经典信道, 如电话、QQ等建立联系, 互相分享各自用过的测量方式, 相同的测量方式所对应的二进制比特, 就是他们最终生成的密码 。 需要注意的是, 只有当发送方和接收方所选择的测量方式相同的时候, 传输比特才能被保留下来用作密钥 。
想知道是否存在截获者, 发送方和接收方只需要拿出一小部分密钥来对照 。 如果发现互相有25%的不同, 那么就可以断定信息被截获了 。 同理, 如果信息未被截获, 那么二者密码的相同率是100% 。 如果发现窃听, 就立刻关闭通信, 或重新分配密钥, 直到没人窃听为止 。
正是由于量子不可克隆定理, 让接收方能够察觉密钥的错误, 停止密钥通信, 从而也就保证了量子加密信息的绝对安全性 。
超光速通信依旧无法实现
即便量子纠缠速度可超越光速, 但这种量子态的改变并不为人类意志所发生变化 。 具体的信息由一串有序符号构成, 这种信息的发送无法超越光的速度 。
中国科学家潘建伟带领其团队曾在青海做过量子纠缠的速度下限测试, 实验表明量子纠缠的速度至少是光速的上万倍 。 那么, 利用量子纠缠特性能否实现超光速通信呢?答案是否定的 。
如果把甲乙两个纠缠粒子放在AB两地, 改变A地的粒子, B地粒子也同时发生相应改变 。 由于量子力学的非局域性, 这种改变只能是随机的, 并不会完全按照人的意愿进行 。 因为, 有效的信息必须是一连串最基本的有序符号构成, 如果01011000代表的是一个苹果的信息, 那么我们操纵一个量子纠缠系统, 就得迫使它按顺序发送0101100这样的符号 。
很可惜, 操纵量子得到的结果只是随机的 。 这是量子物理最令人困惑的一点:当你知道系统完整状态, 并对系统的其余部分进行测量时, 可以通过纠缠获取系统某一个部分的信息, 但是不能从纠缠系统的某个部分创建并发送信息到另一部分 。 尽管这个想法很聪明, 但超光速通信依然是不可能实现的 。
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