墨子号实现量子通信是假的吗?

水中舟2


我让大家十分钟之内理解什么是量子通信,科普如下:

一、量子力学与太极图:量子力学之父玻尔设计了一个族徽,族徽的核心就是中国的太极图,因为在我们所处的经典世界中,什么都是确定的,比如男和女、生和死,而在量子世界中,却什么都是不确定的,比如即是男同时又是女!即是生同时又是死,这种两种对立属性的叠加态就叫做量子叠加态;你可以在一楼,同时你又在五楼和十楼,你明明是顺着长江到了大海,同时你又是顺着黄河到了大海,因此在量子世界里,什么都是不确定的:属性不确定,位置不确定,路径也不确定,所以量子世界是概率分布的;但玻尔发现,所有的这种不确定,只要你当你测量后,就由生死就变成生,或者变成死,也就是说它又确定了,这就是波包塌缩;

这就跟中国的太极图一样,阴中有阳,阳中有阴,什么都是量子叠加态,万物负阴而抱阳,但是当你测量后,就对它施加了干涉,就变成了“冲气以为和”,它又都确定了,所以在玻尔设计的族徽中,将中国的太极图作为最为核心的标志。

这种不确定的量子世界,让研究经典物理的科学家们十分崩溃,即使是爱因斯坦也说:我无法相信我们所处的这个世界,是上帝在不停的扔骰子,为此,他开启了其对量子力学的疯狂进攻模式。

二、爱因斯坦为何死不瞑目:爱因斯坦的一生,基本上就是跟量子力学死磕的一生,20世纪两大物理学成就:狭义相对论和量子力学,爱因斯坦因为提出前者而享誉世界,却因为否定后者而死不瞑目。

在之后的每一次世界性物理大会上,人们就基本上都会看到同一现象:爱因斯坦拼命带节奏,在大会上与玻尔就量子力学理论进行争吵,但每一次争吵,都是爱因斯坦失败,无一例外!

但是爱因斯坦屡败屡战,他开始转变策略,因为他发现量子力学体系是自洽的,从理论上挑不出任何毛病,所有实验结果又都支持这一理论,但是如果我可以根据你的理论进行假设,得出一个荒谬的结论,这样我就可以证明你这个理论是错误的。

就这样,爱因斯坦在1935年提出了EPR佯谬,就是说按照你的理论,我把总自旋为0的两个粒子,一个放到地球上,一个放到月球上,当我测量地球上的粒子自旋是向上的,那么按照你的理论,月球上那个粒子自旋即使不测量,也应该是向下的,但这可能吗?月球上那个粒子怎么可能知道地球上这个粒子被测量了,而且还知道测量结果,就算知道结果,就算用光速传递也还要一段时间,怎么可能瞬间就响应了?除非是有鬼,因此爱因斯坦将这个佯谬嘲笑为《遥远距离的诡异互动》。

EPR佯谬提出后,玻尔彻底慌了,他三天三夜睡不着觉,甚至至死都不能提出有力的证据来反驳爱因斯坦,30年后爱因斯坦有个粉丝贝尔提出了贝尔不等式,也就是说把EPR佯谬数学化,并说如果实验证明这个不等式可以被违背,那么爱因斯坦就错了,否则,爱因斯坦就是正确的,1985年法国人在实验中证明了贝尔不等式可以被违背,至此,EPR佯谬被证明是真实存在的,这就是量子纠缠现象!

爱因斯坦一生都在证明量子力学的错误,可每一次攻击,到最后又都反而证明了量子力学的正确,进而促进了量子力学的大发展,因此奋斗一生的爱因斯坦最终都死不瞑目!

三、量子力学是真的吗:量子力学经过上百年的发展,已经应用到了我们生活的方方面面,比如激光和半导体,都是基于量子力学原理而发明出来的,进而催生出了我们现在的信息社会,因此说量子力学是我们信息社会的基础,这一点都不为过,而且该领域的相关研究,还先后获得了多次诺贝尔奖,所以量子力学的确是真实存在的,但在量子力学这么发达的时候,我们很多国人还将其归纳到“伪科学”的范畴,这只能说是我们国人整体科学素养亟待提高,这种说法与一百多年前清朝的遗老遗少说铁路会破坏风水一样愚昧无知;但是话又说回来,虽然基于量子力学理论,诞生了这么多的科技成果,但是这些成果的应用还是经典物理的(比如电子是量子,但由电子产生的电流却遵循经典物理理论),所以下面就介绍目前两种最热门的量子物理应用的相关知识。

四、什么是量子保密通信:传统通信一般就是采用密码本和一段加密信息,密码本一段时间更换一次,在更换期间内,所有的通信信息都是基于这套密码本进行加密,因此这种加密方式就有规律可寻,可以被计算机破解,现在通用的保密方式就是让密码本变得十分复杂,使传统计算机破解的时间变得特别长(比如需要几年甚至几十年),进而使逾期破解变得毫无价值,而量子计算机出来后,这种保密方式撑不过一秒就会被破解,所以人们就寻求一种绝对保密的方式。

而国际密码学领域,一次一密的加密方式是公认的绝对安全的保密方式,但要采用一次一密,就必须要解决海量的密码本的传送问题,这就是所谓的密钥分发,而且在密钥分发过程中,还要保证密钥不被窃取或者送错对象,这就特别难了。

这时人们发现,使用量子力学可以解决这一问题,因为量子态有一个性质,叫“量子态不可克隆性”,意思是说量子态是叠加态,是不确定的,但你一测量它就确定了,也就是说你克隆的结果,是生或者死中的一种,而不是生和死的叠加态,所以克隆就存在一个保真度极限,而且这个保真度极限是我们中国科学家计算出来的,叫段郭界限,当时在国际上引起了轰动。

所以基于这个不可克隆性,就能够保证密钥传输过程和接受过程的绝对安全性,因为如果中途被窃取了,那么我接收到的密钥就会超过厥值,就自动重新发送,这就是量子保密通信的原理。

虽然量子保密通信本身理论上是绝对安全的,但是从理论变为现实却需要一个工艺路线,这个过程可能会有一些漏洞,所以任何搞量子保密通信的团队内部,都会有专门的黑客小组对其查找漏洞进行攻击,进而不断地修补漏洞,这就是工艺优化的过程,但不能因为发现某个漏洞,就质疑量子保密通信本身的科学性,因为在工艺实践的过程中是十分痛苦的一件事情,就好比核聚变原理全世界都知道,但是研究出氢弹的国家却寥寥无几,难道就能因此反证出核聚变原理本身是“伪科学”吗?

曾经有人问我,潘建伟所说的每秒钟40万个密钥分发是什么意思,我之前说了,一次一密的保密方式虽然安全,但是需要海量的密码本传送,做个不恰当的比喻,比如你跟你朋友发一个500字的信息,就需要同时将五百个密码本发送给你的朋友,这样你的这段信息的加密方式就毫无规律可言,但量子保密通信技术要实用化,就需要每秒分发上百万、上千万的密钥,这才能满足成百上千的人们相互之间的信息传输,所以现在潘建伟团队目前的每秒40万个密钥的分发,已经接近于实用阶段了,这在世界上是领先的程度,外国人做不到这一点。

五、什么是量子计算:为什么我要把量子计算放到最后一个部分?这是因为我前面所说的这一切,都是为量子计算做铺垫的,即使是量子保密通信也是量子技术领域的一个支流,量子技术的科研主航道还是量子计算。

我前面说了,传统计算机虽然应用了很多量子力学原理,但它的应用还是经典应用,逃不出经典物理的框框架架,比如目前我们的芯片制造技术已经步入了4纳米制程时代,这已经接近了晶体管的理论极限(1纳米),也就是说潜力已经挖尽了,而且因为不可逆门导致的信息损失,造成大量的热量产生,导致越接近1纳米,越无法解决散热问题,也就是说我们的信息社会将面临停滞的巨大危险,可人们对未来幸福生活的追求却是日益增长,当这种欲望的增长与现实的停滞发生矛盾的时候,世界性的灾难就将降临人间。

因此量子计算就被人们提出来了,量子具有叠加态,因此算法就跟我们现在计算机的串行算法不一样,它是并行算法,计算能力呈指数倍上升(大家是否记得棋盘放米的故事?),因此量子计算潜力是几乎无穷无尽的。

要实现量子计算,就要解决消相干问题,这也就是我们前面说的,你一测量它就由不确定变成确定了,具体原理略过,反正最后通过编码方式解决了这一问题,而且国际三大编码方式中的避错码也是我们中国科学家发明的,这个人就是前面提出段郭界限的那个牛人:郭光灿!

也就是说量子计算所有的理论障碍先后都解决了,接下来就是怎么将其实用化的过程,与量子保密通信技术这种已经在实用化门口的技术相比,量子计算的实用化程度还相对较低,但是已经做出了原始的量子计算芯片,这种量子计算机国内外都很多,有兴趣的朋友还可以网上注册,通过互联网去使用一下这种量子计算机。

但是量子计算要真正实用化,首先就要超过我们现在的经典计算机的水平,不然也就你们这几个科学家自娱自乐而已,普通老百姓谁都不会去使用,这就是科学家们提出的量子霸权,意思是说只要我量子计算机发展到某一个零界点,超过了经典计算机,那么就是说量子计算机实现了量子霸权。

早期量子霸权的标准是50个量子比特,当时科学家们认为传统计算机无法模拟超过50个量子比特的信息,但是后来我们中国的科学家(还是那个郭光灿)使用经典计算机模拟出了60个甚至80个量子比特,因此目前量子霸权之路还是路漫漫其修远兮!

目前量子计算机研究方面,中美处于第一方阵,但总体来说还是美国领先于中国,美国纳帕(那个提出搞互联网、全球定位系统、原子弹的机构)投资重金研发量子计算机,主要押注在半导体和超导这两条工艺路线上,而我们中国目前有三个团队在搞量子计算机,一个是郭光灿团队,这个家伙曾经在国内所有人都反对的情况下,一个人单枪匹马,硬生生将中国量子力学从默默无闻拔高到了世界一流的水平;第二个是潘建伟团队,虽然潘建伟团队和郭光灿团队都是中国科技大学背景,不过却分属两个团队,一个是上古大神,一个是新晋神王;而第三个团队是阿里巴巴的达摩院,中西合璧的一个团队,这三个团队实力都很强,希望能超过美国,让我们中国在量子计算上,为世界和平做出最大的贡献!





大海208832494


有趣科普,猫先僧给你撸一撸。

这里,本猫不提炼知识点先了!先给结论,一、墨子号干的事情是真的!这点自信力还是得有嘛。二、量子通信的定义在国内以及国外,都仍存在巨大的争议,争论也可以,天塌不下来。

好了,按照本猫套路,开始提炼知识点。墨子号的量子通信,以及争议非常大的量子通信技术。吃瓜群众们,你们看完了,自个掂量掂量吧。

墨子号是潘院士的杰作啦。一开始怎么样是国家机密,本猫不是娱记,不去猜,按照最终定论,潘院士实现的是量子加密通信,实施手段是天地覆盖。

量子加密是理论上最强大的加密形式,因为可以轻松达到无法破解的信息与密码同长度,以及一密一码的水平。用量子纠缠技术编制密匙,然后用传统手段进行密码传输,同时因为量子的不可复制性以及不确定性,密匙的保密性达到完美。技术是世界先进水平。

实现空地覆盖,这点是世界顶级哦。从卫星上制作纠缠态光子,确保容错率和留存率的前提下,直接对百公里级别的地基站进行传输。打个比方,好比从飞机上扔硬币,直接命中地上旋转的存钱罐,并且确保可以接受的准确率。无视天气的影响!这点很惊人啦!美帝都得跪!

可是呐,国际上,和国内对量子通信的概念存在很大争议正在通信这一点上!墨子号量子加密技术只是传输了密匙,信息内容还是靠的是传统手段(电磁波)传输的!通信本身不传递信息,这个~这个~算不算通信啊?因为没有标准嘛,我们可以讨论讨论嘛,用不着阴谋论。第二个,天地传输太逆天!如果技术确实如潘院士所言,那绝对黑科技,于是质疑就有点不自信和惯性思维在里面了。这个得靠时间和多做展示来释疑吧。

量子力学的应用,大家都不太靠谱的现在,天朝其实是有一定地位的。大家给点自信!


猫先生内涵科普


量子力学发展到今有一百多年了,硕果累累,但无可争辩的是它不完备,即波函数表达了什么物理本质还不知道,玻尔诠释就是说你不能问这个问题(意思是上帝才知道),爱因斯坦明确说上帝不是掷骰子的,费曼也说没人能懂量子力学。这就为某些骗子开启了谋名骗钱的大门。

所谓量子通讯,是利用量子纠缠理论,由美国人在上世纪80年代提出,搞了几年(包括英国军方都有参与),90年代经众多科学家争论后得出结论——以量子纠缠为基础的量子通讯就是伪科学,美国国会禁止该类项目的研发拨款,西方此类研究基本结束——但还剩奥地利的神棍塞林格及其中国弟子潘,他们骗了中国政府几十亿(搞毫无用处的墨子卫星,普通的光纤通讯主干线),并大言不惭说后续还能让政府拨款几十亿,所以国外一些杂志等一起为其摇旗颁奖。

他们打着量子力学旗号,搞了几个镜子,随心所欲地测测光束的偏振,号称就是单个光子的量子纠缠,其实与量子力学风马牛不相及。事实上单个光子不可能有偏振,只有多光子的空间分布才体现为波动性和偏振特性。

明眼人只问下:为什么美国自己不许研究偏要为中国的成果颁奖?他们真有点公正心就给华为一个公平的市场环境吧!

通讯技术是国家的命脉!!!


Ztopkuang


忽悠可以骗到许多人!什么是国家?谁代表国家。只有内行、同行才知道是真是假,是忽悠骗钱,还是真正的科学研究。不过不论怎样,作为外行,虽然不懂,而时间是检验真假的最好办法。随着正义人士的质疑,总有一天会真相大白于天下。我们无证据说他是忽悠骗钱,但中国忽悠骗钱案例不少,如上海交大陈进龙芯事件等。不过,忽悠造假骗钱总有东窗事发的一天,那时就是忽悠骗钱者身败名裂、遗臭万年之时!


南华壹君


根本就不是量子通信,传输内容加密用的方式还是传统加密方法,传输的方式是激光通信。这帮人十分无耻地说成是量子通信。由此可以想象那所谓的量子加密通信密匙也是假的。这相当于一个顺丰快递员派送了一个u盘,里面有一个文件是用gpg加密了,而打开文件的gpg密匙就用量子纠缠加密。就这样,顺丰快递就变成了量子快递了,呵呵。


JACKREN75


这里有很多事情是在正负的放卫星的成份,在盲目的刺激爱国情怀,从而发出了夸大其辞的宣传,用辞也就很不严谨,甚至是标题党的风格。是时候正视听,让量子应用回归真相了,否则只会自我麻醉,陶醉于虚伪的爱国热情中,美国的量子霸权已经开始出现了


EzAMC


目前争议非常大,就怕政治需要


呆小果100


这是国家公布的事情!你竟敢说是假的!


渔乐255794521


一帮外行人在争吵得不可开交,有意思!就像看赵四和刘能在表演。


观山阳月


不知道,谁确认过?


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