[转贴]从皮裹木棍到量子密码术

    信息加密：从皮裹木棍到量子密码术

    以量子状态作为密钥具有不可复制性，可以说是“绝对安全”的

    古希腊的斯巴达人将一张皮革包裹在特定尺径的棍子上，再写上传递给他人的信息；而信息的接收者只需要有根同等尺径的棍子，收到皮革后再将皮革裹到棍子上就可以读出原始信息。即便这张皮革中途被截走，只要对方不知道棍子的尺径，所看到的也只是一些零乱而无用的信息。这就是历史上记载的人类最早对信息进行加密的方法之一。

    在保密学中着重研究消息的变形及其合法复现的学科称为密码学。经过两千多年的发展，现代密码学所采用的加密方法通常是用一定的数学计算操作来改变原始信息。这种改变信息的方法是密钥，掌握了密钥就可以将消息复原回来。

    从理论上来说，传统的数学计算加密方法都是可以破译的。第一台现代计算机的诞生，就是为了破解复杂的数学密码。随着计算机的飞速发展，破译数学密码的难度也逐渐降低。

    上世纪下半叶以来，科学家们在“海森堡测不准原理”和“单量子不可复制定理”之上，逐渐建立了量子密码术的概念。“海森堡测不准原理”是量子力学的基本原理，指在同一时刻以相同精度测定量子的位置与动量是不可能的，只能精确测定两者之一。“单量子不可复制定理”是“海森堡测不准原理”的推论，它指在不知道量子状态的情况下复制单个量子是不可能的，因为要复制单个量子就只能先作测量，而测量必然改变量子的状态。

    量子密码术突破了传统加密方法的束缚，以量子状态作为密钥具有不可复制性，可以说是“绝对安全”的。任何截获或测试量子密钥的操作都会改变量子状态。这样截获者得到的只是无意义的信息，而信息的合法接收者也可以从量子态的改变知道密钥曾被截取过。科学家希望将来可以实现远距离、高速率的量子密码传输。这样就可以利用卫星来传递信息，并在全球范围内建立起保密的信息交换体系。