量子通信真的无法破译吗？

是的，量子通信无法破译。但在解释这句话的意思之前，我们需要首先明白一点：这里的“量子通信”特指“量子密码术”。

在科学界的用法中，“量子信息”是一个由量子力学和信息科学结合而产生的一个交叉学科，其中包括“量子通信”和“量子计算”，而量子通信的应用又有“量子密码术”、“量子隐形传态”和“超密编码”等等。这个学科的逻辑结构请见下图。

量子信息学科内容

不过，量子信息的所有应用都有很高的技术难度，大部分都处于实验室演示阶段。而量子密码术的技术难度相对较低，所以目前已经接近实用，成了媒体报道的中心。因此，当媒体报道“量子通信”如何如何的时候，他们往往实际上指的就是量子密码术，即量子通信的一部分而非全部。这是我们在看新闻时需要注意的。

顾名思义，我们立刻就可以明白量子密码术是一种保密的方法，并不是很多人以为的“瞬间传输”、“空间跳跃”之类不可思议的东西。那么，它对保密有什么特别的好处呢？

大多数科普作品会告诉你，量子密码术不可破译。很好，这话是正确的。但大多数科普作品在解释它不可破译的原因时，却绕得太远，以至于许多读者不知所云了。实际的原因很简单：用“一次性便笺”密钥加密的密文是不可破译的，而量子密码术产生的密钥正是一次性便笺。

什么是一次性便笺呢？信息论的创始人香农证明过这样一个定理：密钥如果满足三个条件，那么密文通信就是不可破译的。这三个条件是：一，密钥是一串随机的字符串；二，密钥的长度跟明文一样，甚至更长；三，每传送一次密文就更换密钥，即“一次一密”。满足这三个条件的密钥，就被形象地称作“一次性便笺”。

香农

稍微思考一下，就能理解香农的定理。比如说，你拿到的密文是一个8位的字符串DHDSBFKF，这其中每一位的原文都是另外一个字符，对应规则都是“在英文字母表上前进x步”，但x对每一位都单独取值（这就需要密钥的长度至少跟原文一样，即第二个条件），而且是随机的（第一个条件）。例如第一位的x = 1，把原文的C变成密文的D，第二位的x = 3，把原文的E变成密文的H。如果你是敌对方，你如何猜出原文？

任何破译方法都必须基于某种线索。例如一个常用的线索是，英文中各个字母使用频率不同（最常见的前五位是E、T、A、O、I）。由此，通过统计密文中每个字母出现的频率，就可望找出密钥。但这只适用于每一位的变换规则都相同的情况（即只有一个统一的x），而在这里每一位都有自己随机的x，这一招就用不上了。如果不是一次一密（第三个条件），你还可以连续截获好几份密文，然后在多份密文的同一个位置做这种频率分析。但加上一次一密之后，连这个仅存的希望也破灭了。因此，你除了瞎蒙之外，还能干什么呢？

因此，制造不可破译的密文，并不是量子密码术的专利。在传统的密码术中，只要让通信双方都拿到一次性便笺密钥，他们的密文就是不可破译的。

你也许会感到奇怪：既然这样，保密的问题不是已经解决了吗？回答是：没有解决，因为真正的困难在于密钥的分发，或者叫配送。

在传统密码术中，双方要共享密钥，只有两种途径。一是直接见面，——但如果方便见面，哪还需要通信？二是通过信使传递，——但信使可能被抓或者叛变，前者如《红灯记》中李玉和，后者如《红岩》中的甫志高。这才是真正的麻烦所在！

《红灯记》

乍看起来，这已经是个死局，没法再改进了。但量子密码术的神奇之处就在这里。

量子密码术做的，其实就是一件事：不通过信使，就让双方直接共享密钥。

这是怎么做到的？关键在于，这里的密钥并不是预先就有的，一方拿着想交给另一方。（地下党组织：李玉和同志，这是密电码，这个光荣而艰巨的任务就交给你了。）在初始状态中，密钥并不存在！（地下党组织：李玉和同志，我们没有任何东西要交给你，解散！）

量子密钥是在双方建立通信之后，通过双方的一系列操作产生出来的。利用量子力学的特性，可以使双方同时在各自手里产生一串随机数，而且不用看对方的数据，就能确定对方的随机数序列和自己的随机数序列是完全相同的。这串随机数序列就被用作密钥。量子密钥的产生过程，同时就是分发过程，——这就是量子密码术不需要信使的原因。

现在，你明白“量子通信不可破译”这句话的意思了吧？

应该不能

• Alice 测定粒子自旋得到结果 S。由于纠缠特性，Bob 之后的结果一定是 ?S。
• Alice 把 S 和原文 C 异或得到密文 E
• Alice 把 E 通过电话（正常的通讯手段）告诉 Bob
• 因为 Bob 测量粒子自旋的结果一定是 ?S，所以他可以用 (E ⊕ S) 还原出原文 C

真的无法破译，要等量子纠缠能够用于通信以后才能够确定，估计要等几十年以后才能确定。

大家一看到“量子”，往往就望而生畏。“量子”所涉及的相关词汇，个个都是烧脑的理论，甚至还关联了密码学、编码学等等一堆复杂的学科。其实“量子”也没有那么晦涩难懂，只是还未飞入平常百姓家而已。

量子是光子、质子、中子、电子、介子等基本粒子的统称，指的是一个不可分割的基本个体。比如“光的量子”就是光的单位。所以“量子”不是具体的实体粒子，它是不可被分割的。

在我们没有观察螃蟹时，不会知道螃蟹是横着走的；没有观察大象时，不会知道大象有2只大耳朵一个长鼻子；没有观察地球时，总是会觉得地球时方形的。显然我们认识、生活的世界和螃蟹、大象所认识、生活的世界是完全不一样的，所以宏观和微观是大不相同的。

相较于宏观物理世界，量子有很多奇妙的特性，如“量子叠加”和“量子纠缠”。“量子叠加”我们可以通过光的双缝干涉实验来理解：从光源传播出来的相干光子束照射在一块刻有两个狭小缝，会在侦测屏上形成明暗相间的条纹。从这个实验同时可以看出光有波的特性和粒子的特性，即波粒二象性,要不然怎么可能在侦测屏上形成明暗相间的条纹呢？

在量子力学中，当两个粒子以某种方式形成一个整体时，两个粒子的性质就成了相互关联的状态，我们只需要观察一个粒子的性质就可以知道另一个粒子的情况，这种现象就叫量子纠缠。奇妙在于量子纠缠的两个粒子无论它们相距多远，它们仍然会保持着这种相互关联的状态。"量子纠缠"对于通信具有很重要的影响，这样就可以将物质的未知量子态精确传送到很遥远的地方，而不用传递物质本身。

量子通讯首先要确保的是保密，没有办法被别人窃听

从很多谍战片我们可以知道保密的重要性，“密码本”在普通人的手里是一本平淡无奇的书，但到了需要它的人手里却是加密和解密的工具。

比如：A要将1传递给B，但又不想在传递的过程中让其他人知道“1”的存在，那么A传递1之前先加上100变成101（加密），这样即使在传递的过程中别人知道了也不会知道具体表示的是什么，B在收到101之后会按照约定减去100变回“1”（解密）。

量子通信通过量子纠缠效应来进行信息的保密性传输，不必在密码编辑上劳神费力，因为量子通信的密码不是预先规定死的，二十在通信的时候随机产生的。而量子不可克隆原理是进行量子通信的一个重要依据，是指不可能复制一个能够完全复制任意量子比特，而不对原始量子位元产生干扰的系统。量子不可克隆原理也是量子密码学的基石。

量子加密通讯有两条传输通道，一条利用电磁波传输经典信息，一条传递纠缠粒子对信息。A和B首先需要对一次收到纠缠光子对进行信号处理，是通过一组随机生成的偏振片，来测试得到一组数据。

A和B相互把自己所用的偏振片组通过经典信息途径传递给对方，这样偏振片不相同的数据就会被丢弃，A和B就得到了一组完全相同的信息，并且只有它们自己知道的密钥。

总结

可见量子通信真的无法破译。正常情况下没有任何密钥是绝对安全的，但量子通信是通过量子纠缠进行信息传递，而不用传递物质本身。而量子的密钥是随机的，本身并不包含任何有效的信息，就算通过经典传输拿到了密钥，也没有办法在不受干扰的情况下复制处于纠缠状态下的"量子"。

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不是破泽，是设备及载体（量子）外人（敌人）碰不得，一碰就停了，其实这种硬件保密是次要的，主耍泄密多是叛徒汉奸。

量子密钥分发是在两个相距很远的用户之间建立共同的密钥。它的安全性要求通信的双方能够探测到窃听者，并且在误码率较小的时候通过纠错和秘密放大得到任意程度的安全密钥。得到了共同的密钥之后，一方通过某种经典加密手段，如一次一密法，将信息加密得到密文，再通过经典密道将密文发送给另一方。

在量子直接安全通信中，在量子信道中直接传输信息，不需要将信息加密成为密文通过经典信道传输。因而，量子直接安全通信具有比量子密钥分发更加严格的安全要求。通信双方除了能够探测到窃听者外，还需要保证在发现窃听者之前所传递的信息不泄露。研究表明，要达到这样的安全性，必须在通信的时候使用块传输，即将一定数量的量子信息的载体成批地由一方传递到另外一方。

但是量子态在实际量子信道地传输过程中会受到噪声地影响，这是任何量子通信都必将面临地问题。在量子密码通信中，因噪声的影响而可能泄露的信息可以通过经典的秘密放大处理方法来降低。这种处理虽然导致秘密传输比特率降低，但可以把泄露的信息减少到任意小的程度。

但是在量子安全直接通信中这一个问题并不好解决，特别是基于单光子双向运动的物理模型。为了降低噪声的影响，需要对量子态做纯化处理。因此量子直接通信的安全性分析，可允许的误码率等是量子直接安全通信的关键。

王

是的。量子加密就是利用量子成对纠缠的属性设计的。量子同磁子与光子一样有着神奇的属性，无处不在，单个极其小，靠量大且同质发挥作用，电子兼容了它们的部分属性。量子纠缠态，波粒二象性的说明，靠引力波联系，如同人站在镜子面前，一实一虚的存在。如要破译，必须要复制，因此虚实成对的属性不变，第三方失去联系信息中断，所以不可破译。

量子通信无法破泽是“不可能”的事情！现在无法破不等于将来无法破，任何事情有矛就有盾，只是时候未到而已，当然“破译＂难度很高是有可能的[呲牙]