量子通信受到质疑的原因有哪些?
量子通信从象牙塔走向工程化的征途上有以下三条难以跨越的鸿沟:
一)量子通信技术困境之一:极低的成码率
理想单光子源价格太过昂贵,是BB84协议走向实用的不可承受之重。BB84的升级版"诱骗态量子密钥分发"放弃了单光子方案改用微弱激光,但是密钥的传输仍然依靠数量极其有限的光子,量子通信过程中有效信号太弱的本质没有什么改变。
众所周知,任何通信环境中都有噪声污染。在具有噪声环境中保证信号传递的准确无误的对策很简单,要想在嘈杂的酒吧里与人交谈,无非就是"放开嗓门加大音量"或是"放慢语速不断重复"这两个办法,研究数据最大传输速率的香农定律讲的就是这个道理。在量子密钥分发中量子信号太弱,所以"放慢语速不断重复"就成了唯一可选项,用专业术语来描述,就是QKD的成码率极低。
密钥分发的成码率是单位时间内生成有效的共享密钥总位数。成码率是密钥分发最重要的技术指标,它反应了密钥分发的效率,也决定了该技术的应用范围。目前QKD在百公里距离上的成码率仅为Kbps量级,而目前光纤数据通信速率可达Tbps量级,两者相差了9个数量级,也就是十亿倍!
而所谓绝对安全的"量子通信"又必须要求"密钥与明文等长"和"一次一密",也就是说QKD的成码率必须不低于光纤的数据通信速率。由此可知,蜗牛般低速的成码率使得量子通信要为现代化通信保驾护航永远只能是不切实际的幻想。如果强制使用量子通信,其结果必然把目前的通信速度至少降低千万倍!
二)量子通信技术困境之二:不能与互联网兼容
QKD的基础是美国科学家在1984年制定的BB84协议,BB84是前互联网时代留下的技术活化石。这种点到点的密钥分发技术要求在通信双方之间建立一条被双方独占的直接的物理通路,这种通信方式只能使用电路交换协议(Circuit Switching)。电路交换协议与分组交换协议(Packet Switching )从基础原理上水火不容,而分组交换协议正是构建现代互联网的基础。这就从根本上断绝了QKD组成现代通信网络与互联网兼容的可能性,它为互联网通信安全提供有效的服务也就无从谈起。这是京沪量子通信干线工程至今未有广泛应用的一个根本原因。
三)量子通信技术困境之三:极不安全的可信中继站
由于QKD的光子带有量子特性,所以在QKD的量子信道中不能使用放大器,这就决定了QKD的最大有效距离不会超过百公里。远程QKD工程只能使用可信中继站技术,密钥在每个可信中继站转换成不加密的电信号,一站又一站接力传递至远方。京沪量子通信干线就在沿线设立了三十多个可信中继站,中继站之间距离约为60公里。
密钥在两个中继站之间是以量子状态传递的,中间窃听可以被发现,但是密钥在每个可信中继站是以传统电信号的明文格式存在的,而这些可信中继站对密钥进行处理存贮的计算机又必须联网的,QKD窃听必被察觉的原理不适用任何一个可信中继站内部,这就给QKD工程带来极为严重的安全隐患。使用卫星QKD技术尚在实验阶段,事实上它也不能跨越"最后一公里困境",本质上还是被卡在可信中继技术的死穴里。
传统加密通信系统中,信道包括光纤、中继器、路由器、交换机、防火墙等,信息在这些地方都是以密文方式传送,安全是有保障的。但是量子通信的可信中继站其实已经不只是单纯的信道了,由于密钥以明文形式出现,使得每个中继站变成了信源、信宿。传统京沪通信光缆就是一个完整单一的信道,加密生成的密文不怕被窃取,但是京沪量子通信干线这个2000多公里的信道切成30多段,每段的中继站都是信源、信宿。这在原本很安全的系统中,人为添加了30多个极为严重的安全隐患!
攻击传统通信干线的唯一手段是破解密码,而攻击京沪量子通信干线除了破解密码以外,京沪量子通信干线的30多个可信中继站全都可能成为黑客的攻击目标。黑客既可利用这些中继站的计算机系统的安全漏洞发起攻击,也可在中继站的上百个工作人员中寻找突破口。黑客通过以上手段窃取密钥比直接破解密码要容易得多,所以京沪量子通信干线的安全性远低于传统加密通信干线。
这里需要特别强调,量子通信所面临的这三大技术困境是被物理原理所决定了的,单靠工程技术的进步是极难取得实质性改变的。
是现在量通信技术受到质疑!不是量子通信受到质疑!那些说有中继器,信号弱,等等,不是量子纠缠通信技术。量子纠缠是同步的,不存在中断器,信号弱,延时。因为用(可见光)作为截体,可以做到同步传输,但缺点是(尘埃干涉等等),不能远程传输!(技术为光控同步纠缠,从卫星射到地面)。无光桥传输才是真正的量子通信!技术原理,获得量子纠缠实体,是不必向外面空间发射出光线,就能实时传输数据,不存在距离感,不存在中继器,不存在弱信号。
量子就是偷换概念忽悠人的,电磁波本就遵循傅里叶级数变换直观明了。
量子科学因为他突破了人类现有的认知,因而用现有的知识去看他,肯定会遭到质疑,这涉及到世界到底是三维的还是四维的或多维的,由于现有的认知局限于三维,超出了这个范畴就无法理解,很多自然现象,我们只知道表面,如万有引力,我们都知道有,但为什么有至今是个迷,量子之间能够通迅,通过长期的科学实验己经证明是存在的,在应用上也是可行的,虽然暂时解释不了是什么原理,我们不能因为不知道为什么存在万有引力,而质疑万有引力的存在,在不远的将来,随着科学的发展,一定会发现其中的原理,人类就可以摆脱引力自由飞翔,也可以进入四维空间去相距亿万光年的其他星系旅游。甚至穿越去未来和过去的世界,宇宙是复杂的,我们不能象瞎子一样摸到大象的腿就确认大象是柱子。而质疑人家摸耳朵的说像扇子。
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