前景诱人的量子密码-论文.pdf

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1、谕周保太,主厄词子t计算机子t通信子信息的物理装置用到盘子力学的本,。子t密码质特性如量子态的益加性和相干性当,某个装置处理和计算的是盘子信息运子t密码的技术基础,.行的是t子算法时它就是量子计算机“构成t子计算机的蔫本单元是t,”,uantumBit要认识盆子密码首先要了解什么子比特(Q或者叫、。。t子计算机和量子通信qut是t子ib)它与电子计算机中的基本单元“”t子和t子信息学比特(hi)t有什么区别呢?电子计算,,微观世界的某些物理量是不能连续机的存储单元要么代表0要么代表l是,,。,变化的只能

2、取某些分立值相邻两个分一个两态系统而在最子世界里物质的。,“”。立值之差称为该物理量的一个盈子自状态是捉摸不定的是可以重盈的,然界的这种不连续的是子性质是德国如电子的位置可以在这里同时也可以在.物1900,衣理学家普朗克于年发现的在此那里原子的能级在某一时刻可以处于.。“墓础上建立了量子力学激发态同时也可以处于基态因此t子”,由于t子特性在信息领城中有着独比特是两个逻辑态0和l的相干益加态、,,“”、“特的功能在提高运算速度确保信息安换句话讲它可以同时出现多个1护、,,全增大信息容最和提高检测精度等方状

3、态代表不同的数码从而使量子计算,。面可能突破经典信息系统的极限t子机可以同时进行多种不同的计算,,力学首先在信息科学中得到应用一门迄今为止世界上还没有真正愈义。,新的学科分支!子信息学也应运而上的量子计算机但是世界各地的许多,。—.生是子信息学以全子力学的态益加原实验室正在以巨大的热情追寻着这个梦态发生器t子通道和量子测量装置发,。,理为墓础是量子力学与信息科学相结想实现最子计算的方案并不少问题是送方有一个对应光子状态的数字测盆密、、,,,合的产物包括量子计算机量子通信在实验上实现对微观量子态的操纵确实

4、钥接收方共享这个密钥之后才可以查。。。,看信息密t子密码术等几个方面太困难了近期科学家们对量子计算机钥和信息分别经由经典通道。,。.子计算机的研究取得重大进展2000年美国科和量子通道传送给接收者接收者在获,,我们先从量子计算机入手看看量学家研制出世界上最先进的量子计算机得这两种信息后就可以制备出原物t。。。子态的完全复制品该过程中传送的仅子力学是如何与信息科学相结合的雏形最近又对t子计算机架构进行了.,.,,电子计算机集成电路的集成度大世界上首次成功仿真据有关专家预测仅是原物的t子态而不是原物本身t.

5、,,约以每3年翻两番的速度发展目前集2010年前后将有达到实用水平的盘子计子隐形传态可以用最子态作为信息载体.,,成电路的线宽已小于01微米差不多是算机问世甚至有科学家预言是子计算通过量子态的传送完成大容t信息的传。,一根头发丝的千分之一电路比这更细机有可能在2005年实现输实现原则上不可破译的!子保密通,.时电子元件将失去工作的理论基础t子通伯信,“—,最子通信的传输速度快且保密性电子作为一种微小粒子具有波拉二象在今后若千年内有可能利用较低.、”,,,“,。击性当电路线宽小于01微米后电子技术层面的t

6、子通信系统实现全球离强不会基露收发地点由于用光子传.”“”。“,的波动性就必须要考虑了这时会出现物传态(或者叫瞬间转移)离物传输的信息读过一次之后便消失窃密者”,。,被称为t子力学效应的种种新物理现象态的概念基于量子力学是一种使信息无法截获信息但这项技术也有局限性、、,,(如光子的极化原子的自旋等)而!子从此地消失在彼地重新出现的远距离由于任何误操作都将销毁信息发送方、。。计算机正是以此为基础来进行工作的信息传输过程这种系统利用同时产生需通过常规通信方式与接收方联系并提,。供密钥且一条信息在同一时间只能

7、传t子计算机是一种遵循t子力学规律进永远相互关联的光子对进行传输。、量子通信系统的基本部件包括量子给一个接收方行高速数字和逻辑运算存储及处理量现代军事2加3年1月,人们普迫认为一旦真正的量子计方在进行通信的同时检验内容的合法有,.算机成为现实必将从根本上动摇现在效性如果通信内容的错误率超过一定,,,正在采用的信息加密技术因为它能破阀值则放弃此次通信内容,新进行通。海译当前信息安全保密中使用的公开密钥信量子密码不像其他墓于物理学的加.,,和秘密密钥两种密码体制所以将来要密体制那样对数据直接进行加密处理想能

8、对付拥有量子计算能力的密码破译而是以盘子为信息载体进行安全密钥分,。.者量子密码可能是唯一的选择发量子密钥产生与分发的过程大致可,分为:以最子为信息载体经由量子信道5个步骤,。,传送通过经典信道在合法用户之间建(1)量子传输量子密码通信中光子,.立共享密钥的方法称为盆子密钥分配态序列中光子的极化态将受到噪声和窃,。现在t子密码研究的核心内容就是研听者的影响窃听者可能采取策略对发,究如何利用t子技术在t子信道上安全方发送的光子态序列进行干抚和