2020年6月15日，《自然》雜志發(fā)表了我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)，用“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，成功實(shí)現(xiàn)千公里級(jí)別的，糾纏態(tài)量子密鑰分發(fā)的相關(guān)研究成果。
該項(xiàng)成果，意味著量子糾纏加密通信，這一“絕對(duì)無(wú)法被竊聽(tīng)”的技術(shù)，又被我國(guó)“修煉”的更加精進(jìn)了。
那么
量子糾纏，是怎樣確保己方信息絕對(duì)安全的？
又是怎樣讓己方信息，在被竊聽(tīng)的瞬間，自動(dòng)作出反應(yīng)的？
為什么說(shuō)，量子糾纏加密過(guò)后的信息，從本質(zhì)上就無(wú)法破解？
1935年，愛(ài)因斯坦，波多爾斯基，羅森，三位物理學(xué)家發(fā)表了后來(lái)被稱(chēng)為，EPR實(shí)驗(yàn)的論文，在該論文中，愛(ài)因斯坦根據(jù)量子力學(xué)的，疊加率和守恒率，認(rèn)為如果把兩個(gè)電子看成一個(gè)系統(tǒng)，那么這兩個(gè)電子不論距離多遠(yuǎn)，就都還得滿(mǎn)足守恒律。
也就是說(shuō)，哪怕這兩個(gè)電子相隔千萬(wàn)光年，他們之間的狀態(tài)仍然會(huì)實(shí)時(shí)傳遞，要坍塌就一起坍塌。
且整個(gè)過(guò)程是無(wú)視光速的，而在當(dāng)時(shí)以及今天的物理學(xué)界，真空光速，都是物質(zhì)和信息傳遞速度的上限。
愛(ài)因斯坦在論文中指出的，這種鬼魅般的超距作用，被薛定諤看到之后，后者將這種理論現(xiàn)象，命名量子糾纏。
量子糾纏這種“瞬時(shí)”的特性，讓它成為后來(lái)很多科幻作品中的?？?，比如《三體》中的智子，就是利用量子糾纏，實(shí)現(xiàn)4.22光年外的比鄰星，和地球的實(shí)時(shí)通信的。
但事實(shí)上，量子糾纏的“反應(yīng)速度”雖然千萬(wàn)億倍于光速，但處于糾纏態(tài)的量子之間，是不可能傳遞信息的，因?yàn)?ldquo;糾纏”是一種特性，而不是一種可以被用來(lái)傳輸信息的規(guī)律。
今天的人類(lèi)對(duì)量子糾纏的唯一應(yīng)用，就是將它作為“最頂級(jí)的加密手段”。
畢竟從最初的凱撒密碼，到后來(lái)的恩尼格瑪，加密技術(shù)都直接影響信息安全，而信息安全又影響著，人類(lèi)之間一切競(jìng)爭(zhēng)行為的勝負(fù)。
量子糾纏加密，就是將原來(lái)基于數(shù)學(xué)的加密密鑰，替換為基于量子力學(xué)的“量子糾纏密鑰”，這樣一來(lái)信息的發(fā)送端和接收端，將共享同一個(gè)“穩(wěn)定”的量子態(tài)，如果在信息的傳送過(guò)程中出現(xiàn)竊聽(tīng)者，那么發(fā)送端和接收端的量子態(tài)，就將同時(shí)坍塌。
如此一來(lái)，信息的兩端就都知道了竊聽(tīng)者的存在，并且量子狀態(tài)崩潰之后，竊聽(tīng)者也無(wú)法再繼續(xù)獲取數(shù)據(jù)信息。
需要再次重申的是，在以上的整個(gè)過(guò)程中，量子糾纏僅僅是作為密鑰存在的，它是一種加密手段，而不是承載信息的載體。
真正用來(lái)傳遞信息的，仍然是人類(lèi)早已使用了數(shù)個(gè)世紀(jì)的無(wú)線(xiàn)電波。
量子糾纏加密的成功，歸根結(jié)底，還是因?yàn)榱孔討B(tài)的坍塌，畢竟在現(xiàn)有的理論體系中，量子態(tài)就是最敏感的狀態(tài)，只要存在觀察者，量子態(tài)就能馬上做出反應(yīng)。
在堪稱(chēng)《三體》前傳的《球狀閃電》結(jié)尾，人類(lèi)曾在廢棄的地下礦井中，進(jìn)行過(guò)“沒(méi)有人類(lèi)觀察者”的量子力學(xué)實(shí)驗(yàn)，但量子態(tài)依舊坍塌了，書(shū)中給出的結(jié)果是“存在非人類(lèi)的觀察者”，而不少科幻迷都認(rèn)為，這個(gè)“非人類(lèi)觀察者”，就是三體文明派來(lái)的智子。
總體而言
量子力學(xué)作為目前微觀世界的扛把子理論，在科學(xué)和科幻上都有很大的“戲份”，而且今天的各類(lèi)芯片，本質(zhì)上也都是以量子力學(xué)理論為基礎(chǔ)的，就像人造衛(wèi)星以相對(duì)論為基礎(chǔ)一樣。
在可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，量子力學(xué)的蓬勃發(fā)展，以及關(guān)于它的各項(xiàng)應(yīng)用，必將再次改變?nèi)祟?lèi)世界，就像曾經(jīng)的世界，被計(jì)算機(jī)和芯片技術(shù)改變一樣。
