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1 # JACKREN75
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2 # 凹凸美神
這裡有很多事情是在正負的放衛星的成份,在盲目的刺激愛國情懷,從而發出了誇大其辭的宣傳,用辭也就很不嚴謹,甚至是標題黨的風格。是時候正視聽,讓量子應用迴歸真相了,否則只會自我麻醉,陶醉於虛偽的愛國熱情中,美國的量子霸權已經開始出現了
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3 # 貓先生內涵科普
有趣科普,貓先僧給你擼一擼。
這裡,本貓不提煉知識點先了!先給結論,一、墨子號乾的事情是真的!這點自信力還是得有嘛。二、量子通訊的定義在國內以及國外,都仍存在巨大的爭議,爭論也可以,天塌不下來。
好了,按照本貓套路,開始提煉知識點。墨子號的量子通訊,以及爭議非常大的量子通訊技術。吃瓜群眾們,你們看完了,自個掂量掂量吧。
墨子號是潘院士的傑作啦。一開始怎麼樣是國家機密,本貓不是娛記,不去猜,按照最終定論,潘院士實現的是量子加密通訊,實施手段是天地覆蓋。
量子加密是理論上最強大的加密形式,因為可以輕鬆達到無法破解的資訊與密碼同長度,以及一密一碼的水平。用量子糾纏技術編制密匙,然後用傳統手段進行密碼傳輸,同時因為量子的不可複製性以及不確定性,密匙的保密性達到完美。技術是世界先進水平。
實現空地覆蓋,這點是世界頂級哦。從衛星上製作糾纏態光子,確保容錯率和留存率的前提下,直接對百公里級別的地基站進行傳輸。打個比方,好比從飛機上扔硬幣,直接命中地上旋轉的存錢罐,並且確保可以接受的準確率。無視天氣的影響!這點很驚人啦!美帝都得跪!
可是吶,國際上,和國內對量子通訊的概念存在很大爭議正在通訊這一點上!墨子號量子加密技術只是傳輸了密匙,資訊內容還是靠的是傳統手段(電磁波)傳輸的!通訊本身不傳遞資訊,這個~這個~算不算通訊啊?因為沒有標準嘛,我們可以討論討論嘛,用不著陰謀論。第二個,天地傳輸太逆天!如果技術確實如潘院士所言,那絕對黑科技,於是質疑就有點不自信和慣性思維在裡面了。這個得靠時間和多做展示來釋疑吧。
量子力學的應用,大家都不太靠譜的現在,天朝其實是有一定地位的。大家給點自信!
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4 # 臨財勿苟免
我讓大家十分鐘之內理解什麼是量子通訊,科普如下:
一、量子力學與太極圖:量子力學之父玻爾設計了一個族徽,族徽的核心就是中國的太極圖,因為在我們所處的經典世界中,什麼都是確定的,比如男和女、生和死,而在量子世界中,卻什麼都是不確定的,比如即是男同時又是女!即是生同時又是死,這種兩種對立屬性的疊加態就叫做量子疊加態;你可以在一樓,同時你又在五樓和十樓,你明明是順著長江到了大海,同時你又是順著黃河到了大海,因此在量子世界裡,什麼都是不確定的:屬性不確定,位置不確定,路徑也不確定,所以量子世界是機率分佈的;但玻爾發現,所有的這種不確定,只要你當你測量後,就由生死就變成生,或者變成死,也就是說它又確定了,這就是波包塌縮;
這就跟中國的太極圖一樣,陰中有陽,陽中有陰,什麼都是量子疊加態,萬物負陰而抱陽,但是當你測量後,就對它施加了干涉,就變成了“衝氣以為和”,它又都確定了,所以在玻爾設計的族徽中,將中國的太極圖作為最為核心的標誌。
這種不確定的量子世界,讓研究經典物理的科學家們十分崩潰,即使是愛因斯坦也說:我無法相信我們所處的這個世界,是上帝在不停的扔骰子,為此,他開啟了其對量子力學的瘋狂進攻模式。
二、愛因斯坦為何死不瞑目:愛因斯坦的一生,基本上就是跟量子力學死磕的一生,20世紀兩大物理學成就:狹義相對論和量子力學,愛因斯坦因為提出前者而享譽世界,卻因為否定後者而死不瞑目。
在之後的每一次世界性物理大會上,人們就基本上都會看到同一現象:愛因斯坦拼命帶節奏,在大會上與玻爾就量子力學理論進行爭吵,但每一次爭吵,都是愛因斯坦失敗,無一例外!
但是愛因斯坦屢敗屢戰,他開始轉變策略,因為他發現量子力學體系是自洽的,從理論上挑不出任何毛病,所有實驗結果又都支援這一理論,但是如果我可以根據你的理論進行假設,得出一個荒謬的結論,這樣我就可以證明你這個理論是錯誤的。
就這樣,愛因斯坦在1935年提出了EPR佯謬,就是說按照你的理論,我把總自旋為0的兩個粒子,一個放到地球上,一個放到月球上,當我測量地球上的粒子自旋是向上的,那麼按照你的理論,月球上那個粒子自旋即使不測量,也應該是向下的,但這可能嗎?月球上那個粒子怎麼可能知道地球上這個粒子被測量了,而且還知道測量結果,就算知道結果,就算用光速傳遞也還要一段時間,怎麼可能瞬間就響應了?除非是有鬼,因此愛因斯坦將這個佯謬嘲笑為《遙遠距離的詭異互動》。
EPR佯謬提出後,玻爾徹底慌了,他三天三夜睡不著覺,甚至至死都不能提出有力的證據來反駁愛因斯坦,30年後愛因斯坦有個粉絲貝爾提出了貝爾不等式,也就是說把EPR佯謬數學化,並說如果實驗證明這個不等式可以被違背,那麼愛因斯坦就錯了,否則,愛因斯坦就是正確的,1985年法華人在實驗中證明了貝爾不等式可以被違背,至此,EPR佯謬被證明是真實存在的,這就是量子糾纏現象!
愛因斯坦一生都在證明量子力學的錯誤,可每一次攻擊,到最後又都反而證明了量子力學的正確,進而促進了量子力學的大發展,因此奮鬥一生的愛因斯坦最終都死不瞑目!
三、量子力學是真的嗎:量子力學經過上百年的發展,已經應用到了我們生活的方方面面,比如鐳射和半導體,都是基於量子力學原理而發明出來的,進而催生出了我們現在的資訊社會,因此說量子力學是我們資訊社會的基礎,這一點都不為過,而且該領域的相關研究,還先後獲得了多次諾貝爾獎,所以量子力學的確是真實存在的,但在量子力學這麼發達的時候,我們很多華人還將其歸納到“偽科學”的範疇,這隻能說是我們華人整體科學素養亟待提高,這種說法與一百多年前清朝的遺老遺少說鐵路會破壞風水一樣愚昧無知;但是話又說回來,雖然基於量子力學理論,誕生了這麼多的科技成果,但是這些成果的應用還是經典物理的(比如電子是量子,但由電子產生的電流卻遵循經典物理理論),所以下面就介紹目前兩種最熱門的量子物理應用的相關知識。
四、什麼是量子保密通訊:傳統通訊一般就是採用密碼本和一段加密資訊,密碼本一段時間更換一次,在更換期間內,所有的通訊資訊都是基於這套密碼本進行加密,因此這種加密方式就有規律可尋,可以被計算機破解,現在通用的保密方式就是讓密碼本變得十分複雜,使傳統計算機破解的時間變得特別長(比如需要幾年甚至幾十年),進而使逾期破解變得毫無價值,而量子計算機出來後,這種保密方式撐不過一秒就會被破解,所以人們就尋求一種絕對保密的方式。
而國際密碼學領域,一次一密的加密方式是公認的絕對安全的保密方式,但要採用一次一密,就必須要解決海量的密碼本的傳送問題,這就是所謂的金鑰分發,而且在金鑰分發過程中,還要保證金鑰不被竊取或者送錯物件,這就特別難了。
這時人們發現,使用量子力學可以解決這一問題,因為量子態有一個性質,叫“量子態不可克隆性”,意思是說量子態是疊加態,是不確定的,但你一測量它就確定了,也就是說你克隆的結果,是生或者死中的一種,而不是生和死的疊加態,所以克隆就存在一個保真度極限,而且這個保真度極限是我們中國科學家計算出來的,叫段郭界限,當時在國際上引起了轟動。
所以基於這個不可克隆性,就能夠保證金鑰傳輸過程和接受過程的絕對安全性,因為如果中途被竊取了,那麼我接收到的金鑰就會超過厥值,就自動重新發送,這就是量子保密通訊的原理。
雖然量子保密通訊本身理論上是絕對安全的,但是從理論變為現實卻需要一個工藝路線,這個過程可能會有一些漏洞,所以任何搞量子保密通訊的團隊內部,都會有專門的駭客小組對其查詢漏洞進行攻擊,進而不斷地修補漏洞,這就是工藝最佳化的過程,但不能因為發現某個漏洞,就質疑量子保密通訊本身的科學性,因為在工藝實踐的過程中是十分痛苦的一件事情,就好比核聚變原理全世界都知道,但是研究出氫彈的國家卻寥寥無幾,難道就能因此反證出核聚變原理本身是“偽科學”嗎?
曾經有人問我,潘建偉所說的每秒鐘40萬個金鑰分發是什麼意思,我之前說了,一次一密的保密方式雖然安全,但是需要海量的密碼本傳送,做個不恰當的比喻,比如你跟你朋友發一個500字的資訊,就需要同時將五百個密碼本傳送給你的朋友,這樣你的這段資訊的加密方式就毫無規律可言,但量子保密通訊技術要實用化,就需要每秒分發上百萬、上千萬的金鑰,這才能滿足成百上千的人們相互之間的資訊傳輸,所以現在潘建偉團隊目前的每秒40萬個金鑰的分發,已經接近於實用階段了,這在世界上是領先的程度,外華人做不到這一點。
五、什麼是量子計算:為什麼我要把量子計算放到最後一個部分?這是因為我前面所說的這一切,都是為量子計算做鋪墊的,即使是量子保密通訊也是量子技術領域的一個支流,量子技術的科研主航道還是量子計算。
我前面說了,傳統計算機雖然應用了很多量子力學原理,但它的應用還是經典應用,逃不出經典物理的框框架架,比如目前我們的晶片製造技術已經步入了4納米制程時代,這已經接近了電晶體的理論極限(1奈米),也就是說潛力已經挖盡了,而且因為不可逆門導致的資訊損失,造成大量的熱量產生,導致越接近1奈米,越無法解決散熱問題,也就是說我們的資訊社會將面臨停滯的巨大危險,可人們對未來幸福生活的追求卻是日益增長,當這種慾望的增長與現實的停滯發生矛盾的時候,世界性的災難就將降臨人間。
因此量子計算就被人們提出來了,量子具有疊加態,因此演算法就跟我們現在計算機的序列演算法不一樣,它是並行演算法,計算能力呈指數倍上升(大家是否記得棋盤放米的故事?),因此量子計算潛力是幾乎無窮無盡的。
要實現量子計算,就要解決消相干問題,這也就是我們前面說的,你一測量它就由不確定變成確定了,具體原理略過,反正最後透過編碼方式解決了這一問題,而且國際三大編碼方式中的避錯碼也是我們中國科學家發明的,這個人就是前面提出段郭界限的那個牛人:郭光燦!
也就是說量子計算所有的理論障礙先後都解決了,接下來就是怎麼將其實用化的過程,與量子保密通訊技術這種已經在實用化門口的技術相比,量子計算的實用化程度還相對較低,但是已經做出了原始的量子計算晶片,這種量子計算機國內外都很多,有興趣的朋友還可以網上註冊,透過網際網路去使用一下這種量子計算機。
但是量子計算要真正實用化,首先就要超過我們現在的經典計算機的水平,不然也就你們這幾個科學家自娛自樂而已,普通老百姓誰都不會去使用,這就是科學家們提出的量子霸權,意思是說只要我量子計算機發展到某一個零界點,超過了經典計算機,那麼就是說量子計算機實現了量子霸權。
早期量子霸權的標準是50個量子位元,當時科學家們認為傳統計算機無法模擬超過50個量子位元的資訊,但是後來我們中國的科學家(還是那個郭光燦)使用經典計算機模擬出了60個甚至80個量子位元,因此目前量子霸權之路還是路漫漫其修遠兮!
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根本就不是量子通訊,傳輸內容加密用的方式還是傳統加密方法,傳輸的方式是鐳射通訊。這幫人十分無恥地說成是量子通訊。由此可以想象那所謂的量子加密通訊密匙也是假的。這相當於一個順豐快遞員派送了一個u盤,裡面有一個檔案是用gpg加密了,而開啟檔案的gpg密匙就用量子糾纏加密。就這樣,順豐快遞就變成了量子快遞了,呵呵。