在之前的文章中,我們簡單了解了量子加密技術,而量子加密技術目前主要的應用場景就是量子通訊。這么我們明天就來簡單了解一下關于量子通訊的這些事。
哪些是量子通訊?
在日常生活中,通訊就是把人所見到的圖象轉弄成聯通號或是光訊號,通過光纜或則線纜將聯通號或光訊號傳至接收訊號的遠方,然后借助一個檢測武器,再把聯通號和光訊號轉弄成聲音與圖象。
而量子通訊則是把傳統通訊的數學量換成量子力學領域里獨有的量子態,而量子態不是常規的數學量,典型特點是測不準,量子態每被檢測一次就會形成變化,造成檢測下來的結果不盡相同,難以確保得到的結果是我們想要的結果,并且合法的兩個通訊者才能通過合同得到確定的信息,因此借助量子態來代表信息可以有效避免信息被監聽。
量子秘鑰在量子通訊中的作用
量子秘鑰是量子通訊中保證通訊過程不被人監聽的核心。量子秘鑰是一組隨機數量子通訊協議,通訊的雙方會共享一組一樣的量子秘鑰。以后用隨機數跟通信內容做一個變換,使通信內容成為亂數。合法的通訊者事先早已共享了秘鑰,因而合法接收者收到亂數以后可以借助秘鑰做反向變化,將信息從亂數中提取下來。而監聽者因為沒有秘鑰,得到的只是一堆亂數,未能獲得有效信息。
量子通訊的異同點
與傳統通信相比,量子通訊的優勢在于安全性,并且它也有一個弱點,隨著傳輸距離下降,量子通訊的傳輸速率會漸漸減少,一旦傳輸速率接近于0,傳輸無效。傳輸距離是量子通訊領域中一個十分重要的指標。
雖然,不論是精典訊號還是量子訊號,訊號在傳輸的過程中還會隨著傳輸距離的下降而衰減。假如訊號衰減到檢測手段的極限以下,則難以通過檢測得到信息,傳輸無效。檢測的極限由噪音決定,假如訊號比噪音小量子通訊協議,檢測得到的主要就是噪音而非訊號。因而提高幀率成為降低傳輸距離的關鍵技術難點和技術指標。
提高幀率主要有兩種手段:第一種是讓兩側的傳輸訊號保持高度一致,在傳輸過程中借助反饋控制等手段抑制噪音,提升幀率。第二種手段就是將干擾屏蔽在訊號以外,或是只形成絕對的干擾,不形成相對的干擾,這樣才能得到更高的幀率。
量子保密通訊的意義
量子保密通訊的重點不在于“量子”,而在于“保密”,從國家層面來說,量子保密通訊技術的發展可以提升國家的信息安全水平。而對于普通民眾來說,盡管量子通訊技術目前沒有大范圍普及應用,但國外早已有許多廠家在生產量子通訊的相關設備,相信在未來一定有機會大規模描畫該技術,讓通訊愈發安全。