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科学网量子通信争议,到底争些什么?

发布:银河网站_银河游戏娱乐-泡泡语录网 来源:泡泡语录网 作者:银河平台小编 时间:2019-06-11 12:53

因为希望是在于将来,决不能以我之必无的证明,来折服了他之所谓可有。  



最近几年,我国在量子通讯领域取得了一些重要进展,但也出现了一些争议,我来简单谈一谈都是怎么回事。

量子通讯是保密通讯的一种。通讯泛指一切传递信息的活动,包括谈话、写信、打电话等。下面以打电话为例。

张三和李四说话,如果不担心别人听到,那么轻言细语也好,大声吆喝也罢,都无所谓的,怎么方便就怎么来。这就是一般的通讯。

张三和李四想说些秘密的事情,不想让其他人听见,那就要想些办法,否则被王麻子知道了,他就会来捣乱。王麻子这个人特别讨厌,千方百计地就是要偷听张三和李四的通话,而且还不能让他俩知道自己掌握了他们通话的内容,否则就不好捣乱了,而且有可能被张三和李四设个套路,把自己忽悠到沟里去。这就是保密通讯。

为了实现保密通讯,张三和李四最好的方法,当然是压根不让王麻子知道他们在说话。这是保密通讯的最高境界,如果能做到这一点,张三和李四想怎么说就怎么说,想说什么就说什么,无所谓了。

但是,王麻子已经盯上他们很久了,很难甩掉的。张三和李四想要谈论秘密的事情,不让王麻子知道他们说的内容是什么,就只有两种方法了。

一种方法是保证王麻子听不懂他们说的话,他可以听到,但是听不懂。比如说,张三和李四都是温州人,说着一口流利的温州话,那么东北长大的王麻子肯定就抓瞎了。但是,如果王麻子的小弟王八蛋也懂温州话,这个方法肯定不能使了,张三和李四就要换用他们在爪哇国学会的鸟语了。这就是经典保密通讯,用密码把信息加密,让偷听者听了也白听。至于说具体的加密方法,那就有很多种了,现在的大多数方法都是基于数论的,最著名的就是“公共密钥加密”方法。

另一种方法是保证王麻子听不到他们说的话,如果他来偷听,就立刻报警。张三和李四只要知道有人在偷听,就把刚才说的话全部作废,咱们重新来过。俗话说“隔墙有耳”,这种方法以前是做不到的,但是随着量子理论的发展,现在可以做到了,这就是量子保密通讯,一旦有人偷听,这里立刻报警。至于说具体的加密方法,也不止一种,最著名的就是基于“BB84协议”的单光子通讯。

总结一下,保密通讯有两大类,经典方法和量子方法。经典方法赌的是你听了也白听,反正你解不了密,不知道我们说的是什么,所以完全可以用大喇叭吆喝;量子方法赌的是我们有个绝对安全的沟通渠道,只要有人偷听,我们立刻就知道,然后采取措施恢复安全,而且被偷听的内容也都作废了。具体的实现方式有很多种,虽然并不是很复杂,但也不是三言两语就可以讲清楚的——这方面的科普文章很多了,我就省点力气吧。

经典方法主要依赖于数学,量子方法偏重于物理,但都是服务于共同的革命目标——我们张三和李四说些体己话,你王麻子就不要来捣乱了。最近几年,我国在量子保密通讯方面有很多进展,京沪干线啦、墨子号卫星啦,形势一片大好,但是同时也出现了一些争议到底是为什么呢?真的是“卫星上天、红旗落地”吗?

其实争议一直存在,只是现在更加公开化了。争议大致是这样的:

经典派认为,数学方法已经足够好了,如果有必要的话,我们还可以进一步提高保密的能力。比如说,只要简单地增加密码的长度,就可以轻松地击败越来越强大的破解能力。物理方法太脆弱,我随便捣捣乱,你刚才说的话就得作废,让你食言而肥、活活噎死你。而且数学方法可以用大喇叭喊,通话双方在哪里讲话都无所谓,银河网,而物理方法依赖于绝对安全的信道,通话双方必须老老实实地呆在固定的位置。

量子派反击说,量子计算机你听说过吗?就你那个加密水平,等量子计算机研制出来了,分分钟把你扒个干净!说什么量子信道脆弱?只要你敢来偷听,我立刻就知道,马上就让你尝尝武装保卫力量的铁拳!

在我看来,这两派其实都有些空对空。首先,量子计算机现在是“八字还没有一撇”,别人当然不会害怕你的虚言恫吓;其次,量子保密信道的绝对安全性是由量子物理学保证的,没有人怀疑其理论上的正确性,大家争论的实际上是它的工程意义。至于说科普文章里经常提到的量子力学的各种哲学解释以及由此引起的各种争论,其实都是没有必要的噱头。

量子计算机距离现实还很远,别看这几年谷歌、微软、IBM之流宣传的调门很高,但是距离真正能够破译现行密码体系的量子计算机,我只能保持谨慎乐观的态度。大概再过20年,这个领域就可以郑重地宣告:只要再过20年,这个领域就可以……

量子保密通讯的破解也仅仅是宣传出来的效果。比如说,这两天的一个新闻宣称某研究团队破解了“量子通信”,然后该团队发表声明说其结果是支持“量子通信”的,还有各种各样的新闻解读。但是你如果仔细看看他们的研究论文,就会发现偷听者王麻子具有非常强大的能力,实际上能够控制张三发送的信息(虽然他们只是在一些情况下锁定了张三的激光器),所以并没有什么实际意义。换句话说,张三有非常简单的方式可以检测到王麻子在干扰系统,可是他却没有那样做,当然就会被偷听。这个研究并不影响量子保密通讯的基础

其实,量子保密通讯是否全面实施主要是个工程问题,甚至是个决策问题。支持者们主要是努力提高系统传输信息的效率和降低成本,这里面包括制定合适的协议、改进光源和探测器的效率、拓展光纤通讯的距离、防范实施过程中可能出现的漏洞、探索地空通讯乃至卫星间通讯的可能性,等等;反对者们主要是主要针对其脆弱的系统、巨大的成本,质疑其是否具有所声称的保密性、究竟能否替代久经考验非常成熟的公共密钥系统。既然不仅仅是科学问题,那么就不免要涉及宣传,宣传的时候当然也就多挑自己有利的讲,多挑大家想听的讲。

我对这件事情的看法是,大家争论的是量子保密通讯的工程意义,而我们普通人没有决策权,争论其实是给别人看的。深入到具体细节,普通人很难判断谁是谁非,何况这中间还有许多的利益纠葛。

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