中国的量子通信到底是如何工作的？

Question

这段视频和这篇文章宣布空间量子通信最终是利用卫星完成的。

回顾一下，当两个粒子纠缠在一起时，如果对其中一个粒子进行测量，那么相应的值就会产生另一个粒子。然而，传统上认为，由于数据是随机的，使用这种方法是不可能进行实际通信的。

视频说，处理这个问题的方法是一些信息是通过量子通道发送的，但是额外的信息也是使用常规信息发送的，而传统的信息是通过量子信息来补充的，以获得完整的消息。

• 它到底是怎么工作的？
• 在常规频道发送的额外信息是什么？
• 这些额外的信息是否比原来的信息要小？
• 如果不是更小，那么使用量子通道而不仅仅是在常规信道中发送所有信息有什么意义呢？

最后，他们说它提供了不可侵入的安全性。这句话有任何道理吗？

Answer 1

我在播放声音的时候看了视频，但放弃的是激光。很简单(！)将量子比特传输扩展到轨道卫星，而不是通过光纤传输。所有相同的原则都适用，尽管很难在卫星上保持物理锁。很明显，当卫星消失在地平线下时，这就变得不可能了。

有一个经验法则说，一般媒体+技术= 0。一般的媒体在试图传达一个科技故事方面是无望的。中国人所做的就是将纠缠光子传送到卫星上。他们可能会将另一组纠缠光子送回地面站。这允许通过统计分析传输数据，议84协议是这方面的一种常用技术。中国人可能还没有达到这个协议的程度。证明地球站和卫星之间的纠缠就足够了。这将是本项目的真正进展。

这的答案详细介绍了量子网络的工作原理。总之，密钥是通过量子RNGs产生并通过光子传输的。传输类似于一个时间垫(OTP)，但更聪明一点，因为在传输中有大量的噪音。这就是为什么密钥交换是坚不可摧。然后，这些密钥被用于传统的加密，而不是传统的布线。有了一颗卫星，传统的加密传输就可以通过激光实现，只需减去玻璃纤维。

如果不是更小，那么使用量子通道而不仅仅是在常规信道中发送所有信息有什么意义呢？

这是个好问题。目前，密钥交换是通过OTP进行的。它的波特率很低，所以在办公室设置的Gigabit吞吐量中使用了传统的信道。ID准古董目前只管理大约10 KBits /s。可以想象，当这项技术小型化到便携式大小时，军事战场通信都可以通过纯BB84进行，而不需要使用传统的加密技术。这一切都是牢不可破的，而目前的传统加密可能有一天会被打破。

但它可能是干扰和易受MITM攻击。另一种几乎重合的激光瞄准卫星接收器可能会淹没它。这是现阶段的猜测，但我敢肯定有人在努力。