量子通信原理解释

作者：罗恩齐 链接：https://www.zhihu.com/question/20919153/answer/336816289 来源：知乎

那什么是量子通讯？

量子通讯，更严格的讲应该叫做量子加密通讯，这样称呼的话就没有那么多的歧义了。

在通讯的时候，我们为了让信息保密，不被别人知道，常常会对信息进行加密。

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有一个密钥，是只有A和B知道的，利用这个密钥，A把信息进行处理加密变成一段密文，这样就算其他人截取了密文也不能知道A想传递的信息是什么。而B收到信息之后，利用手上的密钥把密文解密，就又得到了明文，知道A想传递的信息是什么。

可是经典的加密通讯，非常可能被破解，敌人可能通过破解或其他途径得知你们密钥，这样就可以随意窃听你们想传递的信息。

而量子加密通讯，理论上可以做到让敌人永远无法破解你们的通讯。

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量子加密通讯有两条传输通道，一条传递纠缠粒子对（通常是纠缠光子），一条利用电磁波传输经典的信息。

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第一步，A和B首先对依次收到到纠缠光子对进行处理，通过一组随机生成的偏振片。看是否能通过得到一组数据。

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第二步，A和B互相把自己所用的偏振片组通过经典信息途径传递传递给对方，这样偏振片不相同的那些数据就被舍弃，A和B就得到了一组完全相同的，只有他们自己知道的密钥。

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第三步，B将所得到密钥的一部分发给A，A检测如果和自己的密钥相符，那么就证明这个过程中没有其他人在监听，两边的数据是有效的。（这一步后面会解释。）

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第四步，A将想传递的信息通过密钥加密成密文，通过经典途径传递给B，B用密文解密得到明文。

以上就是量子加密通讯的过程。

这里要说明一下。

在经典的通讯中，我是可以截取本来应该发给B 的信息，然后伪造完全相同的信息再发给B，这样A和B就无法发觉有人在监听。

而在量子通讯中，因为粒子的量子状态是无法复制的，一旦有人拦截了本应该发给B 的纠缠光子，他是无法复制出完全相同的一列光子发给B的，那么第三步中，A就会发现B发给自己数据和自己手上的数据不相同，立刻可以发现有人在监听。

所以说，从理论上，量子加密通讯是无法被破解的，可以做到绝对的安全。