更加安全的量子密码技术

在IBM的华生实验室里,量子计算领域的创始者之一班奈特根据量子力学的原理,正在发明一种新的加密技术--量子密码技术,这一技术将使未来的密码使用更安全.     

量子密码系统

一种利用量子物理学定律来使通信内容绝对保密的密码通信系统,在其走向现实应用的道路上迈出了重要的一步。今年1月,英国电报公司将一密码通信在一条光纤上传输了10公里远。而在这之前,人们用这种称为“量子密码”的技术只能将密码传输几个厘米的距离。这种量子密码技术有着显然的应用价值,比方说军事通信、银行间的电子转帐以及其他保密联络。这家公司的研究人员说,他们展示的通信系统还只是一个粗糙的系统,即使如此,它也能将密码传至几十公里远;但要把这种系统应用到商业通信网络上,还需要一段     

带电子自旋效应的球Raman-Nath方程

近年来,自由电子激光器中的光子量子统计性质已得到了普遍的研究,其中球Raman-Nath方程(SRNE)起重要作用。但是,所有这些工作都忽略了电子的一个重要的量子特性——自旋,而对一般器件来讲,自旋作用与激光场比较是不能忽视的,因此,对自旋效应的探讨应是在光子量子性质的研究中不应回避的。本文给出有电子自旋效应的SRNE,并在忽略电子量子反冲时求解它。这一工作对探讨自旋效应是有益的。     

量子计算机的雏型

1998年，物理学家把他们的注意力转向药品，以期制造出第一台量子计算机。标准的计算机是用0或1的形式来处理数据位。但在一种量子器件中情况却不同，它是用单粒子来存贮被称作“量子位”（“叫his”）的更复杂的多态、例如，一个带“上”旋或“下”旋的电子可以存贮0或1。然而，由于1个电子可以呈分裂状态存在，并能同时“上”旋和“下”旋，因此，一个量子位便能同时代表0和1。这种独特的性质使得一台量子计算机具有强大的功效，至少在理论上是如此。如果说一个普通的数字位串存贮一个单一的0、l序列，那末一个量子位串的多个共存的分支就…     

光子,无所不能的探秘者

美国科学家最近发现,量子中有一种名为“缠绕”的特性,可以被应用来制作量子立体全息图。量子中有一对相互缠绕的光子,不管其相距多远,总是相互反映对方的状况。量子立体全息图正是运用量子这一幽灵般的特性,使我们得以看到隐藏着的事物的三维形象。     

中国科学家利用量子模拟证实“任意子”服从分数统计

1月23日出版的《物理评论快报》上发表了中国科技大学潘建伟教授和他的同事陈增兵、陆朝阳等的研究论文, 在国际上首次通过操纵多光子纠缠态和量子模拟方法, 证实了一种存在于两维空间的奇特粒子“任意子”服从分数统计. 这一研究独辟蹊径地利用量子信息技术来模拟凝聚态物理学里面的重要问题, 在原理上证实了“任意子”独特的分数统计现象和拓扑性质, 在量子计算的实际应用领域迈出了重要一步.........     

量子密码通信原理及应用前景探究

文章主要介绍量子密码通信研究的历史,量子密钥生成和分发的基本原理以及相关的实验进展。首先介绍了经典密码学的基本原理及其保密方式,经典密码通信对更高安全性的追求,为量子密码通信的出现以及研究做了一个铺垫。根据量子力学中的海伯森不确定性原理,量子不可克隆原理,任何人都不可能窃听量子密码通信中的信息而不被发现。文章主要围绕BB84协议与B92协议,以及EPR佯谬的基本原理来展开讨论。在此基础之上介绍了当前世界范围内相应的实验研究及研究成果,并详细介绍了量子密码通信在国内的有关实验及研究成果。最后展望了量子密码通信的发展前景和今后的发展方向。     

光子:无所不能的探秘者

据英国《新科学家》杂志报道,美国科学家最近发现,量子中有一种被称为“缠绕”的特性,可以被应用来制作量子立体全息图。量子中有一对相互缠绕的光子,不管其相距多远,总是相互反映对方的状况。量子立体全息图正是运用量子这一幽灵般的特性,使我们得以看到隐藏着的事物的三维形象。     

量子密码通信原理及应用前景探究

文章主要介绍量子密码通信研究的历史,量子密钥生成和分发的基本原理以及相关的实验进展.首先介绍了经典密码学的基本原理及其保密方式,经典密码通信对更高安全性的追求,为量子密码通信的出现以及研究做了一个铺垫.根据量子力学中的海伯森不确定性原理,量子不可克隆原理,任何人都不可能窃听量子密码通信中的信息而不被发现.文章主要围绕BB84协议与B92协议,以及EPR佯谬的基本原理来展开讨论.在此基础之上介绍了当前世界范围内相应的实验研究及研究成果,并详细介绍了量子密码通信在国内的有关实验吸研究成果.最后展望了量子密码通信的发展前景和今后的发展方向.     

"乘光破空"的宇宙船

扬起帆的船,在风的推动下,可以在浩瀚的海洋里航行。那么,是否有一种“阳光帆船”,利用太阳光的推动,可以在宇宙间航行呢?日本文部科学省太空科学研究所的科学家回答:可以。原来,光除了具备波性质,也拥有粒子性质,光的粒子(光子)碰撞到阳光帆船的帆,会在帆上施以极微小的力,这个力可以使阳光帆船加速前进,最终以极快的速度航行。当然,他们正在设计的“阳光帆船”,外形和普通帆船有很大不同。但原理有异曲同工之妙:太阳的光子就像“风”一样,驱动阳     

宇宙中最奇怪的事物:量子缰结

量子(光子)缰结并非科学新闻,且已将此现象应用于技术,尽管如此,但对其本质的认识还是个谜。量子论的奠基人薛定根把缰结现象称之为量子理论的主要特性;爱因斯坦因无法解释,把它称之为“鬼魅行为”。那么量子(或光子)缰结究竟是怎么回事?简单地打个比喻,若有光子A和光子B相互缰结,即使两者相隔甚远(如几十亿光年),可是它们会产生即时的因果联系。譬如你打一下光子A,那个相离甚远的光子B会即时感到“痛”。不是说光速(30万公里/秒)是宇宙中的最高速度吗?那么它们是如何取得即时的联系?目前尚无答案。虽然在理论上早就出现量子缰结,不过迄今…     

量子直接通信

量子通信作为量子信息研究的主要内容,是目前量子信息领域最具应用前景的一个部分.量子密码通信的目的是在合法的通信者之间实现绝对安全的通信过程.量子密钥分配(Quantum Key Distribution,QKD)是量子通信的一个重要研究内容.     

揭秘量子密码、量子纠缠与量子隐形传态

以光子的偏振态为例,对量子力学、量子态、量子密码、量子纠缠和量子隐形传态作简要通俗而又力求准确的介绍。首先通过与经典物理的对比,引进量子力学的基本思想和量子态的基本涵义;接着介绍量子密码的BB84量子密钥分配方案;然后介绍量子纠缠,强调它不违反相对论。在此基础上,介绍了量子隐形传态,强调了经典通信在这个过程中的必不可少。     

一类普适的量子密码相干光源

提出了普适量子密码相干光源的概念. 在量子密码领域, 弱相干态(WCP)和标记单光子态(HSPS)是目前最为常用的量子光源. 但是, 利用这两种光源和诱骗态(Decoy)方法相结合进行量子密钥分配时, 在密钥传输的最大安全距离及中短距离密钥生成率上各有优劣. 本文证明了利用标记配对相干态(HPCS)进行诱骗态编码, 在保证密钥最大安全传输距离的同时, 还可以提高中短距离的密钥率. 另外还证明了这种特性并不局限于所使用的具体密码协议, 对于BB84协议和SARG协议, HPCS+Decoy方案均可以提供比较理想的密钥生成率. 最后, 给出了一个有效可行的基于HPCS源的“1信号+2诱骗”的诱骗态编码方案.     

量子密码技术与通信安全

2004年6月3日,世界上第一个量子密码通信网络在美国马萨诸塞州剑桥城正式投入运行。主持这套网络建设的是美国BBN技术公司。新的量子密码通信网络已成功地实现了该公司与哈佛大学之间的连接,不久将延伸至波士顿大学。新的量子密码通信网络与现有因特网技术完全兼容,网络传输距离约为10公里。这个由美国BBN技术公司研发的量子密码通信网络和现有的宽带网并没有太大的不同——采用普通光纤传输数据,并且     

影响人类未来的十项发明（续）

量子密码技术 1986年,一位对电视台不满的观众成功地将HBO卫星电视台控制了4.5分钟,尽管量子物理学家们并不了解他的动机,但这一惊人事件会使人们对15年后发生的一件事不足为怪——在位于新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯国家实验室工作的物理学家理查德·休斯(Richard Hughes)开着一辆载有5000磅仪器设备的卡车去附近的滑雪场,在那里他利用激光将经过编码的信息发回了实验室。     

超导纳米线单光子探测器件的单光子响应

单光子探测技术是量子通信系统中量子密钥分发实现的关键技术之一. 超导纳米线单光子探测技术是一种新型的单光子探测技术, 相对于传统的半导体单光子探测器件具有高计数率、低暗计数等明显的优势. 介绍了基于低温超导NbN超薄薄膜的超导纳米线单光子探测器件以及实验室超导单光子探测系统. 对超导纳米线单光子探测器件的单光子响应脉冲特性进行了细致的分析和研究, 讨论了测试系统带宽等参数与脉冲波形的关系. 并利用电路模拟对超导单光子探测电信号波形进行了分析, 模拟结果和实验结果具有很好的一致性. 通过这些工作进一步理解超导单光子探测机理, 为未来建立量子通信用超导纳米线单光子探测系统打下良好的基础.     

开路先锋“墨子号”

<正>虽然这是某个光子的一小步,但却代表了科学研究的一个里程碑……"墨子号"量子科学实验卫星,是中国科学院空间科学战略性先导科技专项中首批确定的5颗科学实验卫星之一。该项目是卫星与地面远距离量子科学实验平台,我国将依仗这一平台完成空间大尺度量子科学实验,以期取得量子力学基础物理研究重大突的破和一系列具有国际显示度的科学成果。     

关于“将军令”工作原理与算法思想的研究

“将军令”是每隔1min产生一个全新的、不能重复使用的密码（6位），用来保护网易通行证（游戏账号）、直销商账号的密码。文章根据作者的研究，阐述了几种可行的“将军令”的工作原理与算法思想。     

首个海水量子传输或将开创水下绝密通信

<正>神奇的量子力学将在水下通讯领域发挥重要作用。中国上海交通大学金贤敏团队首次实现纠缠光子在海水中的传输,他们迈出了水下量子通信的第一步,而通过这种方式传递的信息将不可能被第三方截获。光子是一种很好的量子比特的物理实现,因其能在光纤和大气中传输很长距离却不会受到环境干扰。脉冲激光通过非线性晶体进行相应的相位匹配,产生一对下转换光子。这对具有特殊联系的光子就是纠缠光子源。只要对纠缠光子源中的一个光子做操作,另一个光子会相