发表于 2018-04-09 12:50 IP属地:北京
5. 由于量子秘钥采用单光子或弱脉冲信号编码,在光纤中传送很容易衰减。因此就不得不在沿线每隔一百多公里就建立一个中继站,将量子秘钥解译出来(将光信号转化成电信号),放大后再转化成光信号,重新输入线路。在此转化过程中如果有人窃取秘钥,则是无法发现的。
因此每个中继站都得派人严守,或安装监控设备。如果看守人被收买,或监控设备失灵,量子秘钥完全可以被泄露而不为传送者所知。由于在这个环节上没有绝对的保密性,通过地面光纤传输的量子通讯方法的绝对保密性实际上不存在。
6. 通过卫星来传输量子秘钥,就是为了解决这个问题。但由于使用的是单光子或弱光源,卫星传输方法受到极大的限制。白天太阳当空,秘钥编码光源比背景光弱得多,实际上难以观察,只能在夜晚通讯。而大气环流的扰动,云彩遮盖,空气中尘埃、水汽、微粒分子的散射等等,都会对秘钥光子的传输造成严重的影响。由于低轨道卫星在地球表面是一掠而过的,能够进行通讯的时间只有几分钟,就需要发射大量卫星才能形成网络。
7.即便如此,从各个卫星通信站到各个用户之间仍然需要光纤来联通,仍然不能保证秘钥不被窃取。加上同样存在物理学基本原理方面的问题,量子卫星通讯也没有实用价值。
如果量子通讯的绝对保密性的物理学基础不存在,BB84协议只是一种用单光子来编制的新形式的秘钥,与其他传统的秘钥相比,是不是有优越性呢?
关于这个问题,密码专家曹正军指出,提出量子通讯BB84协议的Bennett和Brassard两人都不是从事密码技术研究的专业人士,对通讯的基本要求似懂非懂。他们没有认识到信号安全与信息安全的差异,逆技术潮流而动,提出了基于物理技术手段,而不是智力手段的所谓的量子密码学。尽管他们的后继者发表了许多文章和实验,成功地吸引了公众的关注,但是无法改变这个事实——大规模的量子通讯网络是不可行的。
密码专家杨义先、信息通讯专家李红雨在他们的文章中给出更详细的证明,否定量子密钥比传统秘钥更安全,具有更大优越性。对这个问题,可见附录文章,本文以下再简单谈几点。
按照BB84量子通讯方法,生成的所谓秘钥是一串二进位制的随机码。它实际上就是一种简化到极致的,称为模2加的经典序列密码。而按密码专家的说法,这类用电噪音等手段来产生的“随机的密钥流序列”,在现在的每台密码机上都已经是成熟的标配设备。
事实上,现有密码学研究已经发展出非常复杂的体系,已有的序列密钥比这种模2加的方式要复杂的多,保密程度好得多。因此量子BB84协议根本没有优势,由于生成和传输秘钥的过程过于复杂,所涉及的物理过程受到很大的限制,就不可能比其它序列密码具有更好的保密性,更不用说有足够长度的RSA秘钥和AES体系了。
量子计算机的计算能力严重依赖于量子算法,只能用于某些特殊的问题。对于许多平常的问题,由于找不到合适的算法,量子计算机实际上是无能为力的。即使量子计算机真的能够如愿而生,也只能用来对付RSA这类不对称密钥。就如徐令予指出,对于基于复杂逻辑运算的对称密钥体制,量子计算机根本就没有威胁。现在所有金融行业(包括银行)采用的都是对称密钥体制,这个标准在由中国人民银行颁布的PBOC里有详细的描述。对于这类对称性秘钥,量子计算机只能望洋兴叹。
然而,在量子通讯项目的论证上,传统的信息安全专家基本被排除在外。正如李红雨的评论所言:“量子通讯只是量子实验专家在唱独角戏,信息领域安全专家和通讯领域专家全无参与,绝对是KTV模式。用实验室的模式直接铺开做大工程项目,只能说国家钱多得没地方花了”。
潘建伟则等从来不对新闻界和科学大众说明这些问题,他们甚至可能并不知道其中的一些问题。他们所做的,就是不断地重复量子计算机面前无秘密的谎言,不断地用这种杞人忧天东西来吓唬媒体,刺激老百姓的神经,欺骗国家科学管理机构,捞取大笔的科研经费,达到名利双收。
今年3月人大政协两会期间,中央电视台面对面栏目记者董倩采访潘建伟时,潘建伟脱口说:“量子力学我们自己也搞不清楚,这是一个非常大的问题。”这句话把董倩彻底搞懵了,就问:“我不明白您这话什么意思?… 您得了那么多奖了,国家最高奖都得了。… 已经研究一辈子了,今天坐在这里还说我没有弄明白呢?”潘建伟回答说:“量子力学是在一个面纱里,我这里只是看到面纱的一部分,那里看到一部分。整个面纱还没有掀掉,里面到底是什么现在还不清楚。…. 今天有人让我弄明白了,我马上死掉都可以。”
世界上的事情就是这样滑稽,量子通讯的现状尤其滑稽,潘建伟更是不可理喻的滑稽。一个自称自己没有搞懂量子力学的人,居然成了量子技术的首席科学家,还把量子通讯卫星送上天!
科学和技术是两个不同的概念,科学探索未知,主要在原理方面。技术利用已知的科学原理,强调实用性。要想成为实用技术,首先得搞清楚科学原理。如果原理都没有搞清楚,从事技术开发就无异于赌博,一败涂地是必然的。
量子信息理论涉及量子力学中一些最基本、但也最模糊的概念。比如波函数的物理意义,测量是否真能导致波函数崩塌,叠加态与纠缠态的本质是什么等等,至今都没有搞清楚。自量子力学诞生以来,对它的解释有十几种,至今没有定论。
量子通讯理论实际上建立在量子力学的哥本哈根解释基础上,而哥本哈根解释恰恰是最具争议的。自从量子力学诞生以来,就一直受到严厉的批评。潘建伟等用量子力学的哥本哈根解释来搞量子技术开发,不出问题才怪呢!
中国需要科学创新,我们需要的是真正的科学创新,而不是以科学创新的名义兜售的假货。量子通讯这件事,使人想起多年前轰动一时的,上海交通大学教授陈进的汉芯造假事件。陈进当初被称为“汉芯之父”,潘建伟则被称为中国的“量子之父”,这种相似性难道不会使人产生某种联想吗?