主题:关于量子通信的疑惑 -- jent
它和经典通信不一样,一旦窃听,收发方的状态都会被改变,宏观表现是误码率上升,相应的通信内容会被作废,这就是我说的“机密”。“完整”是攻击方无法完美地插入或删除通信内容。
在东部人民还吃不起茶叶蛋,西部人民还还吃草的今天,机密和完整的信道就已经是整个国民经济的基础了。网上银行、淘宝、电子支付,所有的远程经济活动都是基于一个前提:你的终端和服务器之间有一个相对机密且完整的信道。如果这个信道不是机密的,那么你的所有信息都可以被窃听,别人可以利用复制的信息取得你的所有存款。如果这个信道不是完整的,银行无法判定信息是否由储户发出而不能做出任何决定。现在我们的体系建立在SSL基础之上,而SSL不是“本质安全”的。现在单中国网络经济规模就已经上万亿元,而世界范围内银行间在SWIFT系统上结算的总金额更是远超世界所有国家GDP的总和。信道的机密与完整,是这一切的基础,而现在这一切的基础,却不是可靠的,量子通信,怎么会没有急迫性与必要性?
我一直是那个问题。。。,理论上的,技术上的,工程上的,是有一个递进的关系的。您说的的这一切,都是搞量子通信的科学家们告诉我们的。
我只问一句:我们现有的最高的最极端的窃听技术,究竟能够从我们的各类敌人,对手,竞争方那边获得多少有价值的及时的信息?
这也是一个同样的问题:就算您说的目前的信道不安全。。。请问,有多少实验,试验,验证过同样的信道,用量子通信,比不用量子通信,安全多少倍?
这是个很基本的对比问题,也是技术发展所必须的考量问题。数据,统计,才是真正有意义的东西。
我从不否认量子通信的理论上的安全性。但是我强烈感到不安的是,我们如此地进行技术与工程的推广与应用。
因为事实很简单:从理论,再到技术,再到工程,近几百年年的人类历史无不告诉我们,这中间有太多的技术极限,工程容许范围,近似程度。。。
就如您说的,误码率上升。。。那么,这个区别点在哪里?有多少误码,可以理解为被窃听,被攻击?
而这一切,在目前的量子通信领域来说,我看到的,基本上是中国一家科学家们在大跃进。而这个跃进在技术上与工程上的可靠性,稳定性,和容错性,至少目前,并没有很好地被技术人员与工程人员加以考察。
说实话有点呆气!
就像在树林里遇见熊一样,跑得比队友快一点就行了,具体快多少倍有什么关系呢?
公知最大的毛病就是以为自己什么事情都懂一点,都可以说得上话,实际上根本就不是那么回事,很多事情看起来简单,但是背后的原理并不简单。量子通信主要是用来做密钥分发,一旦受破坏,必然就丢弃了,这样就没有实际的损失。要理解这些内容,你要有一些保密通信的常识!不要学那些公知,无知还不知收敛。
在一个有监听的量子通信信道上,收发双方仍能随机得到n比特同样的数据的概率:
P-value = 0.75 ^ n
也就说如果收发双发连续获得1024个比特的相同的数据,这段时间内这条线路上还有监听者的概率为10的-128次方
1. 单光子源:光有量子性,探测器接受的是一个一个的光子,只是在光强很大的时候它们才在表观上看起来是连续的。当光强较小时,探测器接收的两个光子之间出现间隔,探测器的事件表现出不连续性。当间隔远大于探测器采样频率的倒数时,可以认为每一个事件都是由单一光子触发的。与之对应,可以认为之前光源只发出单一光子。所以足够弱的光源对足够快的探测器而言就是单光子源。
2. 偏振:实际上量子通讯多使用双光子源。当入射的偏振光激发某些晶体时,有小概率产生一对偏振互相垂直的纠缠光子对,而后可以根据其频率和出射方向的不同将纠缠的光子和其他光子分开。量子纠缠并不局限于光子,也不局限于光子的偏振这一量子态。但是这是最容易产生也最容易操作的纠缠对,所以被广泛应用。注意这里偏振就是纠缠的量子态。
3. 量子通信的基本原理是:发送方将待发送的信息与纠缠光子对中的一个光子做一次“运算”,将运算的结果通过经典信道传递给接收方,接收方再利用纠缠光子对中的另一个光子与从经典信道中收到的信息做一个“逆运算”,从而恢复出发送方发送的信息。如果发送的信息是某种量子态,这就是量子通信中的“量子隐态传输”。
4. 如果套用经典的模型来理解这个过程,它很类似于对称加密:发送方将待发送内容与密钥做一次运算,将运算的结果,也就是密文,通过经典信道传递给接收方,接收方再利用相同的密钥与从经典信道中收到的信息做一个逆运算,获得发送的信息。这里纠缠光子对相对于对称加密中的密钥。但是纠缠光子对是不可复制的,一旦有人,无论是接收方还是监听者,对纠缠中的任一光子进行“逆运算”这个操作,纠缠就不复存在。所以纠缠本身相当于一个“阅后即焚”的一次性密钥。
5. 所谓“量子密钥分发”,也不超出上述的量子通信的基本原理。只不过量子通信完毕后有一个通过经典信道进行后验的过程,这和直接通信是等价的。之所以现在工程上集中于量子密钥分发是由于量子通信信道的传输速率暂时无法与成熟的经典信道相比,因此实用中只用量子通信信道传递密钥部分。在密码学中也有大量类似的妥协案列,如SSL只有密钥交换部分使用不对称加密,对话部分使用的是对称加密,因为如果完全使用不对称加密对现有的计算机速度和网速是不可接受的
尤其是对外行人来说,说服他的方法应该用最直接的数据,统计,与对比试验,来说明,新技术的gain在哪里,代价又在哪里,相比传统的技术。
这在技术发展,工程论证上不是标准做法吗?
你说是吗?
我承认我是外行。
这有什么好奇怪的?
我再次重申,我可能是属于保守的那一类
首先,量子通信,量子信息处理,乃至量子计算,目前并没有非常急迫的应用需求。该类需求类似于:
1,电报对应于远距离通信的革命性实现
2,电视对应于现场远距离影像再现的革命性实现
3,雷达,对于视距外威胁的预先侦知
4,核武器,对于超大规模杀伤的实现
5,激光,对于相干光,准直光,高能光的革命性应用突破
。。。
我不否认量子计算,量子通信,量子信息处理有他的优势,但是,在目前的技术发展条件下,我们并没有一项颠覆性的,足以让我们大力气发展它,不发展就不行的应用需求,或者说若干需求。包括这一行的科学家们大力宣扬的,通信的理论上的绝对安全性。
所以,它更应该躺在象牙塔里边,而不是急速地走向资本市场,仓促地推向的工程化市场。
当然,我们有一个理由,而且是很好的理由:那就是我们有一个世界领先的大规模团队。而且现在我们急于在全世界显示我们的领先性,而且,我们相对的有钱。
但是,颠覆性的技术革命,颠覆性的应用需求,在量子方面,实话说,还未到时候。或者说,目前拿出台面的说法,还不够。
类似的事情在世界的科技历史上并不陌生。八十年代日本的第五代计算机计划,九十年代全球范围内的光计算浪潮,混沌学炒作,00年代互联网泡沫,如此等等。
当然我很大程度上很可能是站在了历史的错误一端。若真如是,我期待被证实,也会很高兴。
政府高层对养着这批浪费大批科研经费只会出贴洋人期刊的paper的学术利益集团早就不满了,强哥早就问了几次中科院有啥利国利民的贡献了,中科院无语应答,只有这个还能忽悠下高层。 毕竟比南方那个搞隐身衣的小孩强多了。
所谓无意义的问题,就是这个问题即无法回答,又无法说服。
某技术在大规模应用前就不存在准确估计效益的可能性,汽车火车能比马车有多少好处,核电能比火电强多少?
再摆出个我是外行我厉害。我靠你才是信仰无敌。
就是个忽悠,真在通讯领域的人,没人把他当回事,又是刷时髦值,骗经费罢了,不过整个科技圈都是一潭死水,大哥莫说二哥。
基本圈内的人都认为,科技改革需要依赖外来力量打破僵局,上上下下对引进国外科研力量都很重视,但也导致这类忽悠骗钱的有很多。
从乐观的角度看,就当是千金买骨吧,你看连这种忽悠的都能受到这样的重视,真有水平的,那待遇不得到天上去了。
量子通信,现在仅仅是露出一个尖尖角而已,路会越走越宽,谁知道将来会取得什么样的成果呢?想当年,第一个工业革命,只不过是看到了烧水时候的蒸汽的力量而已,结果却完全深刻的改变了世界。第二次工业革命内容稍微多一点,我只说其中一条,那就是发现了电磁感应,但是你说电磁对现在世界的重要性有多大呢?
即使量子通信是应用技术,只要是最新的,也可以碾压整个上一代技术的市场,正如数字代替模拟、4G代替3G,你说这有多重要、市场前景有多大?
即使量子通信没有任何实用前景,用某个项目的美国科学家回答美国国防部的一句话说,“这个技术并不能增强国防实力,但它却让这个国家更值得保卫”(大意)。
另外,从以战养战的角度讲,边发现边应用,是促进这个技术发展的最好方式,因为立刻看到效果,可以产生正反馈。而不是躺在象牙塔里慢慢自娱自乐,一不小心,被别人跑到前面去了。
另外,中科院还是很牛的,厉害的成果已经不少了。真不知道你们这些人是怎么看待问题的,居然那么看不上中科院。