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1 # 傲氣雄鷹37
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2 # 科技袁人袁嵐峰
看得出來題主是一個讀了很多相關訊息而且愛思考的人,這很好。但現在許多關於量子通訊的科普寫得不清不楚,給題主這樣的讀者造成了一些誤解。
就題主的問題而言,回答是:
一,量子通訊可以用光纖,也可以不用光纖。這是實驗技術的選擇,不是本質性的原理。
二,量子糾纏也是如此,可以用光纖,也可以不用光纖。這是實驗技術的選擇,不是本質性的原理。
四,許多科普作品說量子密碼術必須用量子糾纏,這是錯誤的!不少寫這方面文章的人,可能並不十分了解自己講的東西,人云亦云,以訛傳訛。
在這裡無法詳細解釋量子密碼術和量子隱形傳態的原理,只需要搞明白一點:它們是在量子力學基礎上,為了達到某種目的設計出來的實驗框架。而光纖,是實現這種實驗框架的一種可選擇的實驗條件。
打個比方,“大炮”是一種框架。為了實現這種框架,你需要選擇炮管用的材料。你可以用木頭(玩具炮),可以用鑄鐵,可以用合金鋼。炮管的技術一直在發展,但無論用什麼來作炮管,實現的都是“大炮”這個概念。
那麼光纖在量子通訊中的作用是什麼?自然是傳輸光子的介質了。量子通訊實驗大多數時候都是用光子作為實驗體系的,而光子怎麼傳,光纖是一種理所當然的選擇。
光纖之外有沒有其他選擇?有。另一種選擇就是“自由空間”。這個詞看起來有點嚇人,實際的意思就是大氣層或者太空。不透過光纖,讓光子直接透過大氣層或者太空傳輸,A點發出,B點接收。A和B可能是地面的接收站,也可能是天上的衛星。
在青海湖海心山進行的百公里量級自由空間量子隱形傳態和糾纏分發示意圖
光纖和自由空間的傳輸,哪個更容易?當然是在光纖裡傳輸容易,技術早就發展了很多年。但自由空間的傳輸有獨特的優點,所以也值得大力發展。
值得驕傲的是,無論是光纖還是自由空間傳輸的量子通訊實驗,中國都是世界的領頭羊!
光纖用來傳遞光量子,分發金鑰。現在所謂的量子通訊有欺世盜名之嫌,準確的說應該叫量子保密通訊,並不是我們想象中的利用糾纏效應傳遞資訊,而是利用光量子分發金鑰,再用此金鑰進行傳統的加解密通訊。比較坑爹的一點是,量子分發金鑰時還需要用到傳統的通訊通道,如電話/網路等,基本就是脫了褲子放屁,很明確的一點是量子金鑰分發是對傳統加解密通訊機制的一個補充,而不是革命性的進步。量子實用的未來在於量子計算,美國領先我們太多,不要以為美國真的會讓我們超越,我們走錯路了。