重生1999：開啟黑科技時代 第1003章 重磅科技升級

    量子通訊從字面的意思看就是量子學在通訊方面的應用。

    這個話題很複雜，量子和通訊分開說都得說上一學期，只能簡單的用不太準確的比喻來解釋，因為準確的解釋是需要推演數學公示的，現在能看到的科普全都是比較準確的科普而已，並不能奉為圭臬。

    量子通訊按照傳輸的信息是經典還是量子分為兩種。

    前者用於量子密鑰的傳輸，這個還沒有脫離光纖的範圍。

    後者用於量子隱形傳態和量子糾纏的分發。

    隱形傳送是量子學最高的追求，簡單說就是把一個東西（信息）百分百的複製之後傳送到接受地點，這就意味着要選取構成原物完全相同的基本單元，完美複製出跟原物完全一樣的複製品，但這個絕對不可能，因為量子力學有不確定性，不允許精確的複製信息。

    這種不能完全複製的特徵，俗語就叫做「上帝真的投骰子」，玻爾在這一點上贏了愛因斯坦，絕對的勐人。

    如果是書面表達大體上就用貝爾不等式，測不準原理等來描。

    然後基於這種特徵，量子通訊就應運而生，目前最主要的就是在安全性方面有極大的提升，至於基於量子糾纏的隱形傳送，也在計劃之中!

    那麼為何量子通訊會如此安全？

    事情還得從頭說，物質由原子組成，原子能量不是連續變化的，一份一份的來搞，最小的一點點分量就叫做量子。

    當我們用量子通訊衛星發送密碼，就得先發偏振光子，代表一個比特1或者0.

    由於光是電磁波，具有波粒二象性，使得光可以細分為光子，同時又很不穩定，可以朝着不特定的方向偏振，此時我們就得事先規定偏振角度，比如朝着零角度偏振的代表0，朝着90度方向偏振的代表比特1.

    然後接受裝置就只能允許零角度和90度的偏振光子通過，甚至接收裝置都要提前設置好固定的角度，比如45度，這樣才能順利的接收到正確的比特，其他角度不對的偏振光子都被過濾了。

    但是如果零角度的光子想從0比特的口子和1比特的口子過去怎麼辦？

    那就得擲骰子唄，這就是所謂的「上帝擲骰子」。

    這樣一來，通訊衛星發出的光子和接收器擺放的方向一致時候，收到的比特才是對的，有意思的是，接收器的擺放角度也是隨機的。每次就得討論擺放角度的問題

    兩個都是隨機的話，就會產生很多不成功傳輸的比特，刪掉不成功的比特，剩下的就是這一回發送的隨機密碼。

    由於一次只發送一個光子，要是被人竊聽了，就意味着被攔截看了信息，那麼接收方肯定就能知道，因為前面說過了。

    量子裏面不可能有完全複製這個概念，想攔下來之後再給個原來一樣的光子信息是不可能的，這就是「量子不可克隆定理」和測不準原理在起作用，真正做到了一次一密。

    隨機產生，不能竊聽，不能被破解，量子通訊的安全度自然就高了，目前量子通信傳播密碼的套路叫做bb84協議。

    目前來看，人類手頭上的量子分配不做通訊，只分配密鑰！只分配密鑰！

    量子密鑰分配不能主動防護竊聽，只能被動探測人家是否竊聽自己。

    竊聽的探測依舊是按照測不準和不可克隆原理，這就是人類眼下的現狀。

    目前的量子密鑰還是依賴常規通信，無法超光速，那種超光速的量子糾纏還只是一個幻想，不打開盒子就知道貓是死是活還做不到！量子隱形傳輸太過魔幻了，完美的量子糾纏應用應該是無法達到的。

    目前商業化的還是量子密鑰，實驗室狀態下的量子密鑰分配最遠距離是260到300千米，遠程量子通信的實現依賴中繼站，中繼分為量子中繼和可信中繼，後者目前已經產業化，原理就是a傳信息給b，b再傳給c，中途密鑰落地，有一定的風險。

    而量子中繼是不落地的，以量子糾纏分發技術在相鄰站點之間建立共享糾纏對，用量子存儲技術儲存糾纏對，再用遠距離自由空間傳輸技術實現量子糾纏轉換，保真度極高。

    眼下最好的量子態隱形傳輸原理性實驗的最長距離是143公里，前提是西班牙加那利群島的環境良好。看起來比夏國首都16公里和qh省的97公里大氣內傳輸要好不少。

    但是西班牙這次實驗太多疑點，怎麼看就怎麼像是賭氣打破夏國記錄的一場騙局。

    想要達到更遠的距離，就得規避大氣干擾光子脆弱的量子狀態，得用衛星來分發光子，太空的幾千公里換算到地面也就8公里左右，走向太空勢在必行。

    夏國的成果最強，也僅僅是實現了實現六光子糾纏、八光子糾纏和十比特超糾纏，即便在地面上實現了百公里傳輸，也只是理論上在太空能傳輸1000公里，距離商業化還遠着呢。

    系統給了指南，但目前的製造水平還是有所欠缺，提升並不能一步到位。

    陳瀟一點都不貪心，他決定先從中繼站下手，把可信中繼變為量子中繼，然後再慢慢從量子密鑰搞成量子態隱形傳輸，雖然絕對達不到百分百，可是這玩意的可靠性是真的強，只要接近完美量子糾纏，很多東西就可以省略了。

    思路不是沒有，只需要把原物信息分成經典信息和量子信息兩部分，經過各自的通道傳送給接收者。

    收到之後就可以複製了，值得注意的是，經典信息是發送者對原物質進行某種測量而獲得的，量子信息是發送者在測量中未提取的其餘信息。

    該過程中傳送的僅僅是原物質的量子態，而不是原物本身。

    發送者甚至可以對這個量子態一無所知，而接收者是將別的粒子處於原物質的量子態上。

    在這個方案中，糾纏態的非定域性起着極其重要的作用。

    陳瀟並不是要一步到位直接傳送物品，只是搞通訊，不用這麼完美，難度自然就降低了不少。

    到了那時候，基於量子糾纏的通訊才是真正意義上的量子通訊，現在只能叫做量子加密手段通訊，根本不是一個概念。

    倘若量子通訊真的建設完成，就不在擔心信號問題，設備搭載量子通訊晶片，只需要通過量子糾纏原理，看這邊的量子狀態，就能明白對方傳遞的信息。

    實驗交給長天科技自然科學院來設計主持，之前就一直有所涉及。

    為了保險起見，陳瀟還是邀請了夏國科學院的相關的大老過來探討，其中就有潘偉，陸陽兩個頂級專家。

    說實話，他們的團隊非常強大，夏國領先於世界就是他們的功勞，一開始受到邀請的時候，他們心裏還有點不太重視，覺得長天科技怎麼可能在這方面有所涉及？

    但是轉念一想，長天科技連可控核聚變和可自動進化的生物都搞了出來，未必沒有可能啊，所以還是有些小期待的。

    當學術探討會一開始，潘偉和陸陽就知道自己錯了，長天科技的進展跟夏國科學院的差不多。

    「你們的距離竟然也突破兩百公里了？」

    「量子隨機發生器已經到達20gbps了？這個已經比我們要領先一點了！可惜還是不能做到真正隨機。」

    「你們也有6光子自旋軌道角動量實驗平台？自旋和軌道角動量已經能同時傳輸了？8光子，10比特超糾纏你們也做試驗了，」

    「你們也是利用冷原子量子存儲技術高出了儲存和讀取功能的量子交換啊！都能玩350米的光纖的長度了！這可是來長程量子通訊鍾亟需的量子中繼器啊，但是這個距離還是太短了。」

    潘偉和陸陽已經沒有一絲絲的輕視了，長天科技悶不吭聲的已經做到了這一步，難道長天科技就沒有科研死角的嗎？任何前沿領域都有涉及並且有很高的建樹。

    幾年前，長天科技在完成4g通訊佈局的時候，就在實驗量子技術，只是因為沒有應用，所以也沒有宣傳.

    「你們如此坦誠公佈，我們大受感動，說實話，我們這邊已經沒有什麼拿的出手的成果了，慚愧啊！」潘偉實話實說，不如人就是不如人。

    長天科技量子項目的負責人是郭燦。

    此人年紀與潘偉相彷，都是年少有為之人，他很謙遜的說：「潘院士過獎了。你們有能公佈的成果就意味還有更多的東西沒說出來。」

    「那些都是猜測，都在做實驗，還沒成功……」

    「您千萬不要太過自謙，到了這一步，猜想往往比現實的成就更有價值，說不定一個猜想被證實，前面的成果全都不值一提了。邀請諸位過來就是想拿出我們的想法，跟大家一起探討，互相啟發，更早的實現理論上的突破。」郭燦擺擺手。

    「那好吧，你們都有什麼想法，我們也看看行不行。」陸陽直接得多，他本身就是衝着研究過來的，人情世故壓根就不重要。

    「……」

    郭燦愣了下，隨即把研究設想分發了過去。如果潘偉和陸陽都看不懂的話，這個星球上也沒人看得懂了。

    郭燦拿到陳瀟給的資料那會，整個人都懵了，這些東西自己似懂非懂，老闆是從哪裏弄的？

    如果自己看都不完全明白，又如何能轉化為更新的成果呢？

    所以他對潘偉和陸陽的到來充滿了期待，就像一個人做了一道題沒有把握，正好來了兩個水平差不多的人，高低也得給他們看看。

    半晌之後，潘偉和陸陽皺着眉頭，半天沒說一句話。

    「怎麼樣？您說句話吧。設想的原理和實驗方案都沒問題吧？」郭燦忐忑不已。

    「我沒完全看懂。」陸陽院士回答得很光棍。

    潘偉院士也搖頭：「我看得雲裏霧裏，總感覺設計的實驗也沒問題，如果是我的話，我也會這樣設計。最關鍵的問題是，原理和思路是哪裏來的？跨度有點大啊，但是又好像有道理。」

    聽到這裏，郭燦懸着的心落地了，原來不是自己沒把握，是大家都沒把握！既然都沒把握，那做起實驗來還怕什麼？誰都沒有標準答桉，那就自己找答桉咯。

    「原理和思路是偶然間想到的，這個憑直覺的，所以才要找兩位院士過來參考。」郭燦沒有說是陳瀟給的資料，這些東西的來源基本上都要保密的，陳瀟不願太引人注意。

    「有搞頭，反正我們也沒什麼思路了。」陸陽很坦白，研究到最領先的程度就意味着要自家搭建新的路子，沒有前人做參照。

    潘偉也是這個意思，雖然兩人研究的細分領域有差別，但是基礎都是量子運用，陸陽有難題，他自然也就有難題了。

    實驗很快就進行了，真的是爭分奪秒，只爭朝夕。

    長天科技的具體實驗思路是通過超強激光作為光源，這樣的好處就是比弱相關光源要穩定，量子態不容易改變。

    缺點就是激光一發射，光子不是一個一個的往外面崩，這樣的話就得解決光子搭載信息的問題。

    量子通訊安全就安全在一個光子等於一個密碼，這麼一堆光子，全部都有信息的話，理論上很容易被截留然後破解。

    這樣一來，就得保證單個光子足夠強大。長天科技要做的就是將捕捉特定的光子，至於光束中的其他光子，就等同於火箭發射時候的燃料，起到推進的作用。

    一束光裏面捕捉特定的光子進行加密。接收裝置受到激光之後，就會將光束進行多縫干涉，把光子給分出來，然後通過偏振設備，拿到特定的光子。過程複雜，但是都是在光速的情況下做的，這個難度可想而知。

    「量子態發生器穩定，持續增強，打開超高壓供電裝置，保證激光足夠強大！「

    「量子通道搭建中，已經較為穩定，就是距離太短。」

    「廢話，距離不短的話，我們早就實現量子通信了！」

    「量子測試裝置呢？開了嗎？」

    「開了！」

    「刻錄特定光子信息的設備呢？這個就是密碼啊！」

    「開了！」

    「那就開始吧！」

    大家非常的緊張，設想成不成雖然得多次做實驗，轉換頻率和偏振角度，但誰都希望一次就行。