量子通信为什么安全？

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随着电子设备的普及和网络技术的发展，互联网世界逐渐成为生活中不可分割的一部分。大众对于虚拟网络世界沉浸得越来越深的同时，网络信息泄露的风险也逐渐暴露出来：诈骗电话、钓鱼网站、虚假链接等网络安全问题切实影响着我们的生活。网络黑客攻击不仅仅出现在《黑客帝国》等科幻电影里，也很有可能发生在现实之中。

▲电影《黑客帝国》中的经典画面

传统的通信技术一般是通过复杂的数学算法进行加密的，随着量子计算技术的发展，经典算法的数学加密终将被量子计算全面破解，数学算法的保密功能也就荡然无存。而量子通信是利用量子物理原理进行加密的全新保密通信方式，在物理上几乎不可能被破译，也是迄今唯一被严格证明无条件安全的通信方式。

那么，量子通信是如何保障信息安全的呢？在量子世界中有一个神奇的属性——量子不确定性。打个比方，如果我们能够测准一个量子的位置，那我们就无法测出它的速度，和在宏观世界中是完全不同的。表现在量子通信的过程中，量子尺度的测量会破坏或改变量子的状态，从而出现完全随机的结果。如果在量子通信中存在窃听行为，那么其状态就会因窃听（测量）发生改变，密码接收错误率明显增加，可以引起发送者和接收者的警觉，并采取对应措施。

所以，量子通信运送的其实是包含着密钥的“包裹”，而不是要传递的信息。包裹被拆开之前，内部的情况是完全不确定、随机的。如果在量子通信种存在窃听行为，就相当于中途被人拆开了包裹，而且无法恢复，接收方收到“破损”的包裹，自然知道被窃听了，这个密钥也就失效了。不过不用担心，只要让信息发射方重新发送一个密钥“包裹”就可以啦。至于要传递的信息，在使用传输成功的密钥加密之后，还是可以通过经典的信息传递方式进行传输的。

“好钢用在刀刃上”，量子通信的作用，是给普通的通信技术提供一种在密钥分发过程中无法破译的密码，从而让传统的数字通信变得更安全。因此，量子通信不会、也没必要完全替代传统通信，但在不远的未来，随着技术的进一步发展，将有可能实现量子通信网络和经典通信网络的“无缝衔接”。

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