量子密钥分发

一：为什么窃听者会引入量子密钥分发的误码率

量子通信中的信息安全技术及比较

通信是发送者通过某种媒体以某种格式来传递信息到收信者以达致某个目的。在古代，人们通过驿站、飞鸽传书、烽火报警、符号、身体语言、眼神、触碰等方式进行信息传递。到了今天，随着科学水平的飞速发展，相继出现了无线电、固定电话、移动电话、互联网甚至视频电话等各种通信方式。通信技术拉近了人与人之间的距离，提高了经济的效率，深刻的改变了人类的生活方式和社会面。

自1 9世纪进入通信时代以来,人们就梦想着像光速一样(甚至比光速更快)的通信方式.在这种通信方式下,信息的传递不再通过信息载体(如电磁波)的直接传输,也不再受通信双方之间空间距离的限制,而且不存在任何传输延时,它是一种真正的实时通信.科学家们试图利用量子非效应或量子效应来实现这种通信方式,这种通信方式被称为量子通信.与成熟的通信技术相比,量子通信具有巨大的优越性,已成为国内外研究的热点.近年来在理论和实践上均已取得了重要的突破,引起各国政府、科技界和信息产业界的高度重视.从人类信息交流和通信的演化进程，我们可以清楚地体会到信息技术的不断发展。现代信息技术具有强大的社会功能，已经成为21世纪推动社会生产力发展和经济增长的重要因素。

信息技术在改变社会的产业结构和生产的同时，也对人类的思想观念、思维方式和生活方式产生着重大而深远的影响。展望未来5-10年信息产业的发展，不是创新，而是各类通信技术大融合、技术大应用，以应用来带动创新，以应用来提高服务——当前出现的热点话题“云计算”、“物联网”等都是应用的体现。哪个国家信息技术应用水平高，技术整合程度成熟，哪个国家就占领了未来信息世界的高点。这也势必将导致力量对比和世界格局的新变化。

要说到量子通信中的信息安全技术，就不得不提到量子密码技术。传统密码学的安全依赖于密钥，密钥的分配是一大难题。尽管公钥密码系统解决了密钥分配问题，但它基本上都基于如大数的分解和离散对数问题等数学难题。一旦计算速度或计算方法有质的飞跃，他们不再安全。而量子密码技术很好的从量子力学原理方面解决了密钥安全传输问题，在加上传统的一次一密系统，则可构建一个不可破的完全保密系统。

我们先来简要说说传统密码学。密码学包括两部分内容：一是使消息保密的技术和科学，即密码编码学；二是破译密文的科学和技术，即密码分析学，两者既矛盾，又相互依存相互促进。而在1949 年之前，密码学只能说是一门艺术，而不是一门科学，但claude.e.shannon的《保密系统的信息理论》发表使得密码学有了理论基础，从而成为了一门科学，此后，密码学得到了长足发展。传统密码学在现实社会中得到了广泛的应用，但近年来随着量子计算机的提出，使得当前的密码系统面临着巨大危机：一旦量子计算机问世，传统密码学将受到量子力学原理的灾难性的打击。量子计算机有着巨大的并行运算能力，对它而言，大整数的分解不再是难题。R S A 方案密码系统将不再是安全的了。同时，D E S 方案密码系统也可以由量子搜索方法破译。所有基于传统密码学保密的信息都不再是保密的了。但幸运的是，同时我们也可以利用量子力学原理建立起一套更为安全可靠的密码体系—量子密码体系，它的理论基础不再是基于数学难解问题，而是量子力学。

现在我们来看看量子密码学。它分为量子力学和量子密码学

1. 量子力学

在经典物理学中，物体的运动

轨迹仅由相应的运动方程所描述和决定，不受外界观察者观测的影响，或者说，这种影响太小而可完全被忽略。但是，在微观的量子世界中，观察量子系统的状态将不可避免地要破坏量子系统的原有状态，而且......余下全文>>

二：为什么窃听者会引入量子密钥分发的误码率

中科院“量子科学实验卫星”工程目前进展顺利。中国将在第一颗卫星工程顺利发射后，进一步开展研究，到2030年建成全球化的量子通信卫星网络[1] 。中国科学技术大学潘建伟教授介绍，基于在中国青海湖等地进行的多项成功实验，量子科学实验卫星的主要技术攻关已经完成，目前正在进行建造卫星的工作，项目整体稳步推进。10余年来，中国科学家在量子物理研究领域取得多项引领国际的重大前沿突破，量子通信更成为中国为数不多的具有世界领先水平的尖端技术。量子保密通信技术基于量子力学原理，能确保两地之间密钥分配的绝对安全性，从而保证通信的绝对安全。在国家安全、金融等信息安全领域有着重大的应用价值和前景。2012年初，以潘建伟团队为核心的技术队伍，在安徽省合肥市建成了国际上首个规模化的城域量子通信网络，节点数达到了46个，远远超过国际上已有的同类网络，标志着大容量的量子通信网络技术已经取得了关键突破。“量子保密通信在城域网上的使用已经基本成熟，”潘建伟说，但要实现广域的量子保密通信，还需要借助卫星。潘建伟团队牵头实施中科院战略性先导科技专项“量子科学实验卫星”，将实现高速星地量子通信并连接地面的城域量子通信网络，初步构建中国的广域量子通信体系。在2014国际量子学术大会上，中国科学家们进一步提出，中国还将开展一系列研究，在首颗卫星发射成功后，发射多颗卫星，到2020年实现亚洲与欧洲的洲际量子密钥分发, 届时联接亚洲与欧洲的洲际量子通信网也将建成。到2030年左右，则将建成全球化的广域量子通信网络。

三：量子密钥分配量子密钥协议量子密钥共享有什么区别

1、在美国，华盛顿的白宫和五角大楼之间有专用线路进行实际的应用，同时还连接了附近主要的军事地点、防御系统和研究实验室。从2003年开始，位于日内瓦的idQuantique公司和位于纽约的MagiQ技术公司，推出了传送量子密钥的距离超越了贝内特实验中30厘米的商业产品。日本电气公司在创纪录的150公里传送距离的演示后，最早将在2010年向市场推出产品。IBM、富士通和东芝等企业也在积极进行研发。市面上的产品能够将密钥通过光纤传送几十公里。2、在国内，AskyquantumTechCO.,LTD(问天量子)建设的芜湖量子政务网，让我国在该领域有了长足发展。未来发展除了最初利用光子的偏振特性进行编码外，还出现了一种新的编码方法——利用光子的相位进行编码。于偏振编码相比，相位编码的好处是对偏振态要求不那么苛刻。要使这项技术可以操作，大体上需要经过这样的程序：在地面发射量子信息——通过大气层发送量子信号——卫星接受信号并转发到散步在世界各地的接受目标。这项技术面对的挑战之一，就是大气层站的空气分子会把量子一个个弹射到四面八方，很难让它们被指定的卫星吸收。另外，这项技术还要面对“低温状态下加密且无法保证加密速度”的挑战。保密与窃密就像矛与盾一样相影相随，它们之间的斗争已经持续了几千年，量子密码的出现，在理论上终结了这场争斗，希望它是真正的终结者。

四：为什么外国无法破解中国量子密钥技术

我想问问为什么要外国人能够破解我国的量子秘钥技术呢？你到底是中国人还是什么人呢？

五：量子通信迄今最通俗易懂的解释在哪里

量子世界有很多特性是我们常规世界里没有的，量子通信就是利用这些特性来加强通信传递甚至就用这些特性传递。

量子通信相关用到的几个特性，量子纠缠，量子不可克隆，量子测不准。（这3点不明白的请去百度，很容易看懂）

量子纠缠是很高大上的，甚至目前很难实用。理论与实验室中可以 用它来传递信息，但是搞不起啊，大炮可以打蚊子，但是谁会这么干嘛？等以后技术更成熟更可靠再说吧。

量子不可克隆和测不准是量子通信中的量子保密通信，具体是利用量子的特性做密钥分发的工作，这个才是目前比较火热的真正量子通信的技术手段，其他说什么纠缠啊，隐形传态啊，都是在实验室中的和实际应用没多大关系。

量子密钥分发才是目前我们看到的量子通信的实际技术手段，他其实说白了就是有一个专用的光纤线路分发秘钥，秘钥再给传统的加密设备，加密设备就可以用秘钥加密数据，然后加密数据再传输。

一般的情况看到这里就可以了。如果还想了解点具体得请继续看，看不懂就算了，因为确实不太好懂。为了好理解，写的内容不严谨，大家懂个大概原理就好，看个热闹也是极好的！

就只是传个秘钥他的价值在哪里呢？就在于他可以不断的变换密钥。我们现在的密钥分公钥和私钥两种。公钥天生有短板，是可破解的，只是限制于运算速度，运算速度足够快，或者有什么新的突破性算法出现，他就彻底完蛋。公约为什么一直在变长，因为她一直在被破解掉。。。。私钥较为安全，破解难度比公钥要高很多，但是他密钥分配是个很大难题，需要手工运输然后导入设备，一个密钥要用几个月甚至几十个月，所以他也不安全。所以，可以安全的短时间内（几天、几小时、几分钟或几秒钟）传送密钥就是对安全的极大提高。几乎为不可破解的。这就是量子密钥分发的价值和意义。

为什么说分发而不是传输秘钥呢，因为她确实没有直接传输某个特定秘钥，2个量子密钥传送点之间，A点产生随机数（例如10010010110），按照随机数A点制备相对一个0和1的光量子，A点发出光量子给B点，B点也会随机生成一串测量量子态的方法（这里很复杂就不仔细说了）。简单说就是A点生成一堆随机数，发给B给在生成一堆随机数和A点发过来的比对，对上的才会作为后面用的秘钥，50%的会被舍弃掉。中间传输过程中如果有人监听会影响传输质量，两边就会通过比对发现。发现有人监听，被监听的数据是不会变为密钥的。

确实如果有人不断的监听密钥会影响密钥的传送，因为设计原理就决定要保证分发密钥的安全性，被监听时当然不能生成密钥了。但是这个只是密钥，不影响加密数据传输，加密设备一样用之前的密钥继续加密传输数据。知道有人监听，换其他方法就是了，总比被人偷走信息的好。

六：量子隐形传态与量子密码有什么关系?

量子隐形传态大致是这样的：制备一对纠缠光子对，一个光子发送给有原始量子态（即第三个光子）的一方（甲），另一个光子发送给要复制上述那个第三光子的量子态的一方（乙）。甲让收到的一个光子与第三光子相互干涉（又称为“再纠缠”），甲再随机选取偏振片的方向测量干涉的结果，将测量方向与结果都告诉乙；乙据此选择相应的测量方向测量他收到的光子，就能使该光子处于上述那个第三光子的量子态。

生成密钥是这样的：制备一批纠缠光子对，一个光子发送给发信方，另一个光子发送给收信方。测量光子极化方向的偏振片的方位约定好两种。两人每次测量一个光子时选择的方向都是随机的，但要记录下每次选择的方向，当然也要记录下每次测量的结果，有光子通过偏振片就记1，无光子通过则记0。通过普通信道两人交换测量方向的记录，那些测量方向不一致的测量结果紶记录都舍去不要，剩下的那些测量方向相同所对应的测量结果，两人应一致，这一致的记录就可作为两人共同的密钥。

可见，量子隐形传态与量子密码的核心都是量子态的纠缠，只不过量子隐形传态更复杂一些，涉及三个粒子的再纠缠。

七：国外黑客声称已掌握破解量子通讯的技术 量子通讯还安全吗

量子通信具有传统通信方式所不具备的绝对安全特性，不但在国家安全、金融等信息安全领域有着重大的应用价值和前景，而且逐渐走进人们的日常生活。为了让量子通信从理论走到现实,从上世纪90年代开始,国内外科学家做了大量的研究工作。自1993年美国IBM的研究人员提出量子通信理论以来，美国国家科学基金会和国防高级研究计划局都对此项目进行了深入的研究，欧盟在1999年集中国际力量致力于量子通信的研究，研究项目多达12个，日本邮政省把量子通信作为21世纪的战略项目。我国从上世纪80年代开始从事量子光学领域的研究，近几年来，中国科学技术大学的量子研究小组在量子通信方面取得了突出的成绩。2003年,韩国、中国、加拿大等国学者提出了诱骗态量子密码理论方案,彻底解决了真实系统和现有技术条件下量子通信的安全速率随距离增加而严重下降的问题。2006年夏,我国中国科学技术大学教授潘建伟小组、美国洛斯阿拉莫斯国家实验室、欧洲慕尼黑大学—维也纳大学联合研究小组各自独立实现了诱骗态方案，同时实现了超过100公里的诱骗态量子密钥分发实验，由此打开了量子通信走向应用的大门。2008年底，潘建伟的科研团队成功研制了基于诱骗态的光纤量子通信原型系统，在合肥成功组建了世界上首个3节点链状光量子电话网，成为国际上报道的绝对安全的实用化量子通信网络实验研究的两个团队之一（另一小组为欧洲联合实验团队）。2009年9月，潘建伟的科研团队正是在3节点链状光量子电话网的基础上，建成了世界上首个全通型量子通信网络，首次实现了实时语音量子保密通信。这一成果在同类产品中位居国际先进水平，标志着中国在城域量子网络关键技术方面已经达到了产业化要求。全通型量子通信网络是一个5节点的星型量子通信网络，克服了量子信号在商用光纤上传输的不稳定性是量子保密通信技术实用化的主要技术障碍，首次实现了两两用户间同时进行通信，互不影响。该网络用户间的距离可达20公里，可以覆盖一个中型城市；容纳了互联互通和可信中继两种重要的量子通信组网方式，并实现了上级用户对下级用户的通信授权管理。该成果首次全面展示和检验了量子通信系统组网和扩展的能力，标志着大规模可扩展网络量子通信技术的成熟，将量子通信实用化和产业化进程又向前推进了一大步。据称，潘建伟团队将与中国电子科技集团公司第38研究所等机构合作，在合肥市及周边地区启动建设一个40节点量子通信网络示范工程，为量子通信的大规模应用积累工程经验。

八：2014到2015年我国重大科技成果5条简单

【一】、中国研成首颗量子卫星关键部件 世界第一

12月12日，“量子科学实验卫星”工程常务副总师、中科院上海分院副院长王建宇近日在“量子信息、量子计算和量子测量学科发展战略院士论坛”上透露，由中国科学家完全自主研发的世界首颗“量子科学实验卫星”现已完成关键部件的研制与交付，卫星有望先于欧美在2016年左右发射，在轨设计寿命为2年。

“量子科学实验卫星”是中科院空间科学战略性先导科技专项中首批确定的五颗科学实验卫星之一，旨在建立卫星与地面间远距离量子科学实验平台，并在此平台上完成多项大尺度量子科学实验。该项目启动于2011年，由中科院院士、中国量子科学研究的领军人物潘建伟团队牵头实施。

专家们认为，“量子科学实验卫星”关键部件的成功研制，不仅是中国保密通信领域“杀手锏”技术研发的重大突破，实现了从跟随创新到引领创新、从集成创新到原始创新的跨越，同时也是世界量子通信技术的重要创新，它有望将人类科技发展史上“最安全的通信手段”具备覆盖全球的能力。

话说这玩意有多先进，楼主也不是很了解，总之就一句话，“不明觉厉”啊，今儿高兴，中午来一杯！

国际权威学术期刊《自然》曾评论：在量子通信领域，中国用了不到十年的时间，由一个不起眼的国家发展成为现在的世界劲旅；中国或将先于欧洲和北美发射“量子科学实验卫星”，建立首个全球量子通信网络。

如今，中国距离这一预言的实现已越来越近……

二】、中国超强超短激光器实现1千万亿瓦输出

国际首次美军试验舰载激光武器（资料图）

中科院上海光机所强场激光物理国家重点实验室日前在超强超短激光研究领域取得重要进展。正在研制的10PW（千万亿瓦，拍瓦）级超强超短激光装置，实现了1PW激光脉冲输出，这是国际上基于光学参量啁啾脉冲放大器首次突破1PW激光峰值功率大关，验证了啁啾脉冲放大链（CPA）与光学参量啁啾脉冲终端放大器（OPCPA）相结合的混合放大器方案作为10PW级超强超短激光装置总体技术路线的可行性。

据介绍，拍瓦超强超短激光能在实验室内创造出前所未有的超强电磁场、超高能量密度和超快时间尺度综合性极端物理条件，在激光加速、激光聚变、核医学等领域有重大应用价值，是国际激光科技竞争前沿之一，多个国家已提出了大型超强超短激光装置研究计划。

恩...话说这玩意简单点说可以在0.001秒内可能时间更短，就可以让击中的物体直接气化成分子甚至是原子。好厉害有木有...我们申明，这项科技绝对是民用不会应用到武器上（笑）。

【三】、中国临空飞行器试验成功 未来可近太空旅游

图为直径7米的360度双圆周裸眼3D穹幕。11月16日上午，在深圳会展中心三个机器人的劲歌热舞中，第十六届中国国际高新技术成果交易会拉开了帷幕。

刘若鹏博士介绍了“光启”从做超材料起步到云计算、大数据再到近太空开发的研究，目标其实就是改变未来人类的生存条件。刘若鹏说，近太空（临近空间）是指离地30公里—800公里这层空间，低于卫星轨道，高于战斗机飞行高度，气流温度都比较稳定，无论科研还是国防都十分重要，各国都去开发，还没有真正成功，但光启去年已经成功进行了临空飞行器试验。造价只有卫星的1/10,并打破了WiFi数据传输的壁垒；同时，他们还在推进近太空载人旅行项目。

【四】、中国攻克第四代核电核心技术 世界领先水平

图为主氦风机试验台。国家科技重大专项高温气冷堆核电站示范工程（HTR-PM）的核心装备——主氦风机试验样机，已于本月初在上海电气集团鼓风机厂通过业内专家评审和鉴定。

这是世界上第一台采用电磁轴承的大功率主氦风机，大量采用了创新技术，无论......余下全文>>

九：墨子号是不是骗经费的

不是。

量子科学实验卫星是一颗低轨卫星，只能在晚上进行量子通信，空间覆盖能力和应用都有限。2016年8月16日1时40分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。我国在世界上首次实现地空量子通信，这种方式能极大提高通信保密性。

量子科学实验卫星是一颗低轨卫星，只能在晚上进行量子通信，空间覆盖能力和应用都有限。量子科学实验卫星作为以量子力学基本原理为基础的全新通信技术，量子通信被视为可以解决人们的担忧、无条件保障通信安全的最有效方式。[2]

墨子号量子科学实验卫星既是中国首个、更是世界首个量子卫星。该卫星的发射将使中国在国际上率先实现高速星地量子通信，连接地面光纤量子通信网络，初步构建量子通信网络。

这一工程将构建千公里级高可信、可扩展、军民融合的广域光纤量子通信网 络，建成大尺度量子通信技术验证、应用研究和应用示范平台。

量子卫星是中国科学院空间科学先导专项首批科学实验卫星之一，其主要科学目标一是借助卫星平台，进行星地高速量子密钥分发实验，并在此基础上进行广域量子密钥网络实验，以期在空间量子通信实用化方面取得重大突破；二是在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态实验，开展空间尺度量子力学完备性检验的实验研究。

墨子号在未来两年将在世界上首次开展四项实验任务以达成两大科学目标：进行经由卫星中继的“星地高速量子密钥分发实验”，并在此基础上进行“广域量子通信网络实验”，以期在空间量子通信实用化方面取得重大突破；及进行“星地双向纠缠分发实验”与“空间尺度量子隐形传态实验”，开展空间尺度量子力学完备性检验的实验研究。除了卫星之外，地面上也建设了四个量子通信地面站（分别位于河北兴隆、新疆乌鲁木齐、青海德令哈、云南丽江）以及位于西藏阿里的量子隐形传态实验站。除此以外，奥地利科学院和维也纳大学的科学家也与中国方面合作，在维也纳和格拉茨设置了地面站 。

“墨子号”的成功发射，将使我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。

量子卫星的成功发射和在轨运行，将有助于我国在量子通信技术实用化整体水平上保持和扩大国际领先地位，实现国家信息安全和信息技术水平跨越式提升，有望推动我国科学家在量子科学前沿领域取得重大突破，对于推动我国空间科学卫星系列可持续发展具有重大意义。

美国波士顿大学的量子物理学家亚历山大·谢尔吉延科说：“这个事确实很让人激动，因为它是首次开展此类试验，因此对全球都有重要意义。量子通信的竞赛自1995年欧洲科研人员在日内瓦湖底进行量子密钥分发的最初演示时就开始了。在那以后，英国、美国、日本和中国等国家都在探索城市间的量子通信网络，而现在这场竞赛从地面进入了太空，因为卫星能连接相距遥远的不同都市。中国在发射量子卫星方面走在了前面。”

英国剑桥大学量子物理学教授阿德里安·肯特说：“我对中国发射量子卫星这事感到很兴奋。”他认为，这是为使用量子技术构建全球性安全通信网络迈出的“第一步”

量子卫星发射后，天地一体化量子科学实验系统将投入正式运行，而“京沪干线”大尺度光纤量子通信骨干网工程预计2016年下半年交付。

得益于量子保密通信绝对安全性，量子通信不仅应用于百姓日常通信，也可用于水、电、煤气等能源供给和民生网络基础设施的通信保障，还可应用于国防、金融、商业等领域，势必对产业界和科技界产生巨大变革。...余下全文>>