随着我国首颗，也是全球首颗量子通信试验卫星——墨子号的成功升空，大众的爱国情绪再一次被点燃起来。量子通信也随之成为普通大众熟知的科学词语。大众还是归大众，普通人其实对量子通信有着很大的误区。这篇文章就为你通俗解读一下常见的几种误区。

量子通信是利用量子来进行通信的吗？

大家知道，我们习以为常的手机是通过电磁波来传递信息的，那么量子通信是用量子来通信的吗？你或许会问，量子到底是个什么鬼，它是一种类似于电磁波的东西吗？ 其实量子并不是真实存在的一种粒子，它只是一种基本的物理概念。在微观世界里，一个粒子可以由更小的粒子构成，比如原子是由原子核和电子构成，原子核又由中子和质子构成。物理学家认为如果一个粒子小到不能再细分了，那么它就是最基本的单位，我们称之为量子，比如电磁波的载体就是光子，而且光子并不可再分，所以光子就是量子，也就是光量子，为了简单起见，我们称光量子为光子！

所以很多种基本粒子都可以称之为量子，典型的就是光子，电子，中微子等等！实验告诉我们，如果两个光子一开始被纠缠在一起，那么它们便会组成一个纠缠系统，即便彼此相距多么遥远，两者都会同时感应到对方。最常见的实验便是，当科学家把一对纠缠光子的其中一个进行测量，如果发现它的自旋向下，那么另一个纠缠光子的自旋必然向上，而且这种纠缠速度至少是光速的四个数量级。但是我们并不能把二进制的信息刻录到量子纠缠上，因为对纠缠光子的测量，导致的自旋结果都是随机的，我们并不能刻意控制纠缠光子的自旋方向！

既然量子纠缠并不能用来通信，那为什么还存在量子通信的科学名词呢？

其实量子通信严格意义上来说叫量子加密通信。量子通信主要是用来加密信息的，而且还会是绝对安全的。我们传统的无线信息传播靠的是电磁波，如果窃取者盗取一部分还空中传递的电磁波进行解密，我们只会完全不知情，这样我们的信息就被赤裸裸的盗取走了，那还何谈信息安全呢？

而在量子力学中，微观粒子具有叠加态，也就是说一个微观粒子可以同时处于两种叠加的状态，在宏观上的解释就是薛定谔那只半死半活的猫。只有当我们去观察测量粒子时，这个粒子的叠加状态就会塌缩掉，就确定成一面性了。也就是说当我们打开盒子观察那种猫时，才能知道猫到底是死是活？如果没打开盒子，那么猫就是既死又活的，这种现象很是颠覆我们的常识，但却在微观世界真实存在着。

量子的这种特性也就决定了量子叠加态不能被克隆复制，也不能被观测了而不塌缩掉。所以当量子态塌缩了，我们也就同时知道了量子态被测量过。于是我们就可以把量子的这种特性用来保护传统的电磁波信息。如果量子态突然塌缩了，我们就知道这个信息被测量过，也就知道这个信息一定正在被窃听着，那么发送者就可以停止对信息的发送。如果有人试图用持续不断窃听的方式打断量子加密信息的传递，那么我们可以通过被窃听的具体方位，来确定窃听者的藏身之地，接下来的事就交给警察叔叔了！只要量子通信的过程中没有出现量子态塌缩，那么接收者那边的信息绝对是没有被窃听过的安全信息。当量子通信用到国防上，信息安全将得到绝对的保护！

原文发布时间为：2017.12.30
本文作者：科学认识论
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