在现有的各种以数学理论为基础的密码中，没有哪种是解不开的。而且，计算机技术的发展在使密码术更复杂的同时，也降低了破译密码的难度。不过，在量子理论支配的世界里，这一切将会完全改变。

　　密码，最重要的作用无疑是保护信息和资料的安全。因此，密码的安全性是专家们一直追求的主要目标。

    然而，在现有的各种密码中，没有哪种是解不开的。现在常用的标准加密方式是用一串随机数字对信息进行编码。比如，用数字串“5，1，19，20”来加密英文单词“east”（四个数字分别表示单词中四个字母在英文字母表中的位置）。这种加密方案有一个致命的缺陷——从数学上来讲，只要掌握了恰当的方法，任何密码都是可以被破译的。更糟糕的是，这种密码在被窃听破解时，不会留下任何痕迹，合法用户无法察觉，还会继续使用同一个地址储存重要信息，损失就会更大。

    在量子理论支配的世界里，这一切将会完全改变。量子力学是随机性的取之不竭的源泉；而且，这种随机性非常特殊，无论多么聪明的窃听者，在破译密码时都会留下痕迹；最令人惊叹的是，量子密码甚至能在被窃听的同时自动改变！无疑，这是一种真正安全的、不可窃听不可破译的密码。

    天才的发明

　　量子密码学的理论基础是量子力学，而以往密码学的理论基础是数学。与传统密码学不同，量子密码学利用物理学原理保护信息。首先想到将量子物理用于密码技术的是美国科学家威斯纳。威斯纳在“海森堡测不准原理”和“单量子不可复制定理”的基础上，逐渐建立了量子密码的概念。

    威斯纳于1970年提出，可利用单量子不可复制的原理制造不可伪造的“电子钞票”。由于这个设想的实现需要长时间保存单量子态，这是不太现实的，因此，“电子钞票”的设想失败了。但是，单量子态虽然不好保存却可以用来传递信息，威斯纳的尝试为研究密码的科学家们提供了一种新的思路。

    量子密码最基本的原理是“量子纠缠”——一个特殊的晶体将一个光子割裂成一对纠缠的光子。被爱因斯坦称为“神秘的远距离活动”的量子纠缠，是指粒子间即使相距遥远也是相互联结的。大多数量子密码通信利用的都是光子的偏振特性——这一对纠缠的光子一般有两个不同的偏振方向，就像计算机语言里的“0”和“1”。 根据量子力学原理，光子对中的光子的偏振方向是不确定的，只有当其中一个光子被测量或受到干扰，它才有明确的偏振方向，它代表“0”和“l”完全是随机的，但一旦它的偏振方向被确定，另外一个光子就被确定为与之相关的偏振方向。当两端的检测器使用相同的设定参数时，发送者和接收者就可以收到相同的偏振信息，也就是相同的随机数字串。

另外，量子力学认为粒子的基本属性存在于整个组合状态中，所以由纠缠光子产生的密码只有通过发送器和接收器才能阅读。窃听者很容易被检测到，因为他们在偷走其中一个光子时不可避免地要扰乱整个系统。

    真正的“独一无二”

    当前，量子密码研究的核心内容，是如何利用量子技术在量子通道上安全可靠地分配密钥。所谓“密钥”，在传统的密码术中就是指只有通信双方掌握的随机数字串。

    量子密钥分配，其安全性由“海森堡测不准原理”及“单量子不可复制定理”保证。“海森堡测不准原理”是量子力学的基本原理，它说明了观察者无法同时准确地测量待测物的“位置”与“动量”。“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。根据这两个原理，即使量子密码不幸被电脑黑客撷取，也因为测量过程中会改变量子状态，黑客得到的会是毫无意义的数据。

    我们可以这样描绘科学家们关于“量子密码”的设想：由电磁能产生的量子（如光子）可以充当为密码解码的一次性使用的“钥匙”。每个量子代表1比特含量的信息，量子的极化方式（波的运动方向）代表数字化信息的数码。量子一般能以四种方式极化，水平的和垂直的，而且互为一组；两条对角线的，也是互为一组。这样，每发送出一串量子，就代表一组数字化信息。而每次只送出一个量子，就可以有效地排除黑客窃取更多的解密“钥匙

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