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信号量子加密技术 李杰林 现有的密码体系是绝对安全的吗？ 密钥的安全性是核心问题。 所谓“绝对安全”是指能经受物理定律所允许的攻击而不被破译。 公开密钥RSA体系－基于“大数因子分解”这类难以计算的数学问题，并不是严格意义上的绝对安全。 密钥可以克隆是密码体系不安全的根源。 一直在国际上广泛应用的两大密码算法MD5、SHA－1，近期宣布被王小云教授破解。 2004年8月，王小云在国际密码大会上首次宣布了对MD5、HAVAL－128、MD4和RIPEMD等四个著名密码算法的破译结果。 现有的密码体系是绝对安全的吗？ 经典粒子 特性：每时刻的位置、速度完全确定，有确定 的运行轨迹，遵从牛顿力学。 经典理论阐释-经典粒子 经典的波 特性：充满整个空间，遵从经典电磁场理论。 经典理论阐释-经典波形 微观粒子 特点：同时具有粒子性和波动性。 设想空间中有一个微观粒子，任何时刻有可能在空间中任何点探测到粒子（类似经典波的特性），但一旦探测到只能在其中一个探测器处发现该粒子（类似经典粒子的特性）。 量子力学阐释 “薛定谔猫” ——宏观量子叠加态 量子力学阐释 单个光子究竟沿哪条路径传送？ 量子力学阐释 量子信息与经典信息的根本区别 经典信息 二进制0或1组成的数字串，其信息单元称为“比特”，为0或者1。 用量子的语言可描述为态 和 。经典粒子只能处在 或 之中的一个态上。 量子信息 微观粒子允许同时处在 和 两个态上，这是其波粒二象性的结果。 （叠加态） 量子信息加密 量子信息是经典信息的完善和扩充，正如复数z=x+iy是实数x，y的完善和扩充。 量子信息的单元 称为量子比特。 量子比特（即量子态）的物理载体：光子，电子，原子，核自旋… … 以量子态作为信息单元，“信息”就量子化。 以“比特”作为信息单元的是经典信息， 以“量子比特”作为单元的是量子信息。 因此，量子信息遵从量子力学规律。 量子信息加密 Wootters 和 Zurek 于1982 年在《Nature》杂志上撰文提出了如下问题: 量子力学的线性特性禁止这样的复制。（不可克隆定理） 如，经典信息可以克隆，而量子信息是不可克隆的（量子不可克隆定理）。 加密特性-量子不可克隆定理 是否存在一种物理过程, 实现对一个未知量子态的精确复制, 使得每个复制态与初始量子态完全相同呢？ ？ ？ 两经典粒子分离后就不关联，而两量子粒子处于纠缠态（EPR粒子）时不论空间分离多开仍然存在量子关联，对其中一个粒子施行作用必然会影响另一个粒子的状态。 这就使得通信双方能够检测到信息是否被窃听, 这一性质使通信双方无须事先交换密钥即可进行绝密通信。 加密特性-量子测不准原理 由Heisenberg测不准原理可知, 对任何一个物理量的测量都不可避免地对另一物理量产生干扰。 采用量子态(量子比特)作为信息载体，经由量子通道传送，在合法用户之间建立共享的密钥(经典随机数)，这个密钥是安全的，任何窃听都会被发现。 其安全性由量子力学原理所保证： 窃听者若企图通过对量子态的测量来 窃取信息，则必然会干扰这个量子态本身， 从而会留下痕迹而被合法用户发现。 窃听者若企图通过复制传送密钥的量 子态来获得信息，此时量子不可克隆定理 确保这种复制不可能成功。 加密特性-量子测不准原理 2006年夏，由清华大学、中国科技大学等单位组成的联合研究团队最近在远距离量子通信研究上取得重大突破，在国际上率先实现绝对安全距离大于100公里的量子必威体育官网网址通信。