神奇的量子通信

時(shí)至今日,究竟有沒(méi)有一種絕對(duì)不可破譯的保密方式,能讓傳送的信息絕對(duì)安全可靠?量子通信,就是迄今為止唯一被嚴(yán)格證明是無(wú)條件安全的通信方式。

量子通信是利用量子力學(xué)基本原理進(jìn)行信息傳遞的一種新型通信方式。理論上,量子通信可實(shí)現(xiàn)無(wú)條件安全的鏈路數(shù)據(jù)傳輸,被認(rèn)為是保障未來(lái)通信安全最重要的技術(shù)手段。

量子是微觀物理世界中的基本單位,一個(gè)最最小的單元。量子理論主要包括量子測(cè)不準(zhǔn)原理和量子糾纏。

早在1927年,德國(guó) 科學(xué)家海森堡就提出了量子測(cè)不準(zhǔn)原理。在現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)知中,幾乎任何已知事物都是可測(cè)的,但量子是個(gè)例外。以制造硬幣為例,制造硬幣的基本前提是測(cè)定模板、再行復(fù)制。但在量子世界,這枚“硬幣”是不確定的,你根本沒(méi)法測(cè)量它,量子一旦被測(cè)量,還來(lái)不及被復(fù)制,它就不是原來(lái)那個(gè)量子了。

如果將這一原理應(yīng)用在通信技術(shù)上,就是天然的保密通信手段。

在通信中,對(duì)方的話(huà)通過(guò)座機(jī)、手機(jī)等有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)終端,遠(yuǎn)距離傳送到你的耳朵里。如果他人要竊聽(tīng)你們的對(duì)話(huà),必須完成這個(gè)對(duì)話(huà)的復(fù)制過(guò)程。如果這段通話(huà)被加密, 那么必須先復(fù)制到密碼,再解密為正常通話(huà)。

可以說(shuō),一旦通信中的信息和密碼用量子來(lái)承載,就是不可復(fù)制的。

我們把想要保密傳輸?shù)男畔⒓虞d到一個(gè)個(gè)不可能被準(zhǔn)確觀測(cè)和復(fù)制的量子上，如果有人打算在途中竊聽(tīng)信息，一“碰”，它的狀態(tài)就改變了，竊聽(tīng)者拿到的只會(huì)是一堆毫無(wú)用處的信息。

量子通信的另一個(gè)核心內(nèi)容是隱形傳輸，是利用光子等基本粒子的量子糾纏原理來(lái)實(shí)現(xiàn)保密通信的。在量子力學(xué)里，兩個(gè)粒子在經(jīng)過(guò)短暫時(shí)間的彼此耦合之后，單獨(dú)攪擾其中任意一個(gè)粒子，會(huì)不可避免地影響到另外一個(gè)粒子的性質(zhì)，盡管兩個(gè)粒子之間可能相隔很長(zhǎng)一段距離。這種關(guān)聯(lián)現(xiàn)象被稱(chēng)為量子糾纏。

在量子通信系統(tǒng)中， 信息的發(fā)送方和接收方共享兩個(gè)存在糾纏關(guān)聯(lián)的光子。當(dāng)發(fā)送方將信息賦予一個(gè)光子時(shí)， 接收方的糾纏光子就會(huì)幾乎同時(shí)發(fā)生一致的變化，瞬間完成信息的傳輸，從根本上杜絕了被竊聽(tīng)、被截獲的可能。

（《百科知識(shí)》2014年9B期）

1、概括量子通信的兩個(gè)神奇之處。

2、文中劃線(xiàn)句子用了哪種說(shuō)明方法？作用是什么？

3、結(jié)合文段，并合理想象，舉例說(shuō)明量子通信技術(shù)會(huì)在哪些方面為我們的生活提供安全服務(wù)？

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