哪些是信息?
信息的一個比較被認可的定義是1948年物理家香農在論文中提出的:信息是拿來去除隨機不定性的東西。
例如,袋子里有一個硬幣量子糾纏 通訊,它可以是正面向上,也可以是背面向下,在打開前我們是不確定的。
之后我們打開袋子,我們耳朵聽到的袋子硬幣反射下來的光就是一個信息,由于它可以讓我們去除正背面的不確定性,讓我們得到一個確定的結果。
通信最重要的要素就是信息,所以假如這個過程中沒有涉及到信息的傳遞,這么就不能稱為通信。
而我們曉得,信息傳遞的介質,光,聲音,引力波等等都是以大于等于光速的速率傳播的,這就是為何說信息傳遞的速率要高于光速了。
哪些是量子糾纏?
如果說一個袋子里有兩個硬幣,而這兩個硬幣的狀態是隨機的,這么在打開袋子前,袋子上面就有如圖的四種可能。
一個電子類似于硬幣,也是有兩種狀態,上旋和下旋。
一個袋子里有兩個電子,這兩個電子的狀態也是隨機的,這么在打開袋子觀察前,袋子里的電子也是有如圖的四種可能。
然而電子特殊的一點是,當兩個電子靠的足夠接近的時侯,它們兩個就可能發生一種變化,它們會釋放出一個光子,同時兩個電子步入了一個糾纏狀態。此時兩個電子就不是有四種可能,而是弄成如圖的只有這兩種可能了,就是說兩個電子的狀態一定是相反的。
當我們把兩個電子分開,放在兩個很遠很遠的地方,這兩個電子的這些關系仍然會存在,當我們檢測其中的一個電子,發覺它例如是上旋的時侯,這么我們立即曉得,遙遠另一個地方的那種電子一定是下旋的。
這兒要注意一點,宏觀世界里,在觀察前袋子里的硬幣是早已有了一個客觀存在的狀態的(例如是正面),但是對于微觀的電子來講,在檢測前它是沒有一個客觀存在的狀態的,它是處于上旋和下旋的疊加狀態中,檢測的過程才賦于了它一個確定的狀態。
一旦進行檢測以后,兩個電子的糾纏態才會被打破了,弄成了完全獨立的兩個電子了。
這就是量子糾纏,除了是電子,光子,中子等等其他的粒子也同樣可以有量子糾纏的現象。
量子糾纏并不能用作超光速信息傳遞,是由于,無論我們對A電子作何種操作,B電子附近的人都是難以曉得的,她們不曉得我們是否對A進行了檢測,也難以曉得我們對A進行的任何其他操作。無論我們對A做了哪些,B處的人對B檢測的時侯都是有一半機率是上旋,一半機率是下旋。這個過程中沒有任何信息可以通過兩個電子之間進行傳遞。
那哪些是量子通信?
量子通信,更嚴格的講應當稱作量子加密通信,這樣尊稱的話就沒有這么多的歧義了。
在通信的時侯,我們為了讓信息保密,不被他人曉得,經常會對信息進行加密。
有一個秘鑰,是只有A和B曉得的,借助這個秘鑰,A把信息進行處理加密弄成一段密文,這樣即使其他人截取了密文也不能曉得A想傳遞的信息是哪些。而B收到信息然后,借助手上的秘鑰把密文揭秘,就又得到了明文,曉得A想傳遞的信息是哪些。
但是精典的加密通信,特別可能被破解,敵方可能通過破解或其他途徑得悉大家秘鑰,這樣就可以隨便監聽大家想傳遞的信息。
而量子加密通信,理論上可以做到讓敵方永遠沒法破解大家的通信。
量子加密通信有兩條傳輸通道,一條傳遞糾纏粒子對(一般是糾纏光子),一條借助電磁波傳輸精典的信息。
第一步,A和B首先對依次收到到糾纏光子對進行處理,通過一組隨機生成的偏振光片??词欠衲芡ㄟ^得到一組數據。
第二步,A和B相互把自己所用的偏振光片組通過精典信息途徑傳遞傳遞給對方,這樣偏振光片不相同的這些數據就被放棄,A和B就得到了一組完全相同的,只有她們自己曉得的秘鑰。
第三步,B將所得到秘鑰的一部分發給A,A測量假如和自己的秘鑰相符,這么就證明這個過程中沒有其他人在竊聽量子糾纏 通訊,兩側的數據是有效的。(這一步前面會解釋。)
第四步,A將想傳遞的信息通過秘鑰加密成密文,通過精典途徑傳遞給B,B用密文揭秘得到明文。