量子通信的逻辑

邱元阳

今年8月，世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”在我国成功发射，标志着量子保密通信技术已经从实验室走向实际应用。

然而，新闻报道透露的少量信息，还不足以使人们了解量子通信，并且质疑的惯性也使人们对这一技术的实际状态产生了怀疑。

量子是物理世界里最小的、不可分割的基本个体，因此可以说所有物质都是由量子组成的。量子具有非常奇妙的特性：量子叠加和量子纠缠。量子叠加原理使得量子的测量会被感知，是量子保密通信的基本逻辑。光量子通信主要基于量子纠缠理论，使用量子隐形传态的方式实现信息传递，这是实现量子高速通信的基本逻辑。

一个量子可以有多个可能状态的叠加态，只有在被观测或测量时，才会随机地呈现出某种确定的状态，但是对量子的测量又会改变被测量量子的状态。利用量子叠加原理，就可以实现量子密钥分发，一旦有人试图截获或测试量子密钥，就会改变量子状态，发送方可以销毁密钥重新分发。量子不可克隆和不可分割的特性也保证了量子密钥无法复制，实现了量子保密通信。

这种通信真的是无条件的绝对安全吗？目前还没有绝对安全的通信，不管多么保密的技术，最后都可能在人的身上功亏一篑，这是永远的安全悖论。

两个量子的相互作用，还可以产生一种纠缠态，处于纠缠态的一对量子，不管距离多么遥远，只要其中一个量子的状态发生变化，另一个量子也会发生相应的状态变化，这就是量子纠缠。……