霍格沃兹爆恐分子的综漫日常146.量子密码与胖ci不可测理论(1/2)

实际上，按照高坂京介的说法，他们从一开始就知道所谓绝对安全的通讯手段从一开始就是一个伪命题。

但是如果不试一下的话，他们又怎么可能甘心。所以这项研究后来理所当然地陷入了瓶颈。可就在这时却有人提出了一个打破僵局的思路！

“既然那么当心被人监听的话，那么我们就开发出一个一旦有人监听就会立马被发现的系统不就好了？”

这种在外人看来可能是天方夜谭的想法，但是在汞合金的秘密研发部那里却无疑是一个可操作性极强的好点子。

因为俩个非常有名的量子物理学理论——“观察者效应”以及“不确定性原理”！

前者是指：我们几乎没办法不影响我们观察的事物——只不过是程度高低不同而已。

而后者是说：当我们想要测量一个物体时，首先测量某东西的行为将会不可避免地扰乱那个事物，从而改变它的状态；其次，因为量子世界不是具体的，但基于概率，精确确定一个粒子状态存在更深刻更根本的限制。

看上去两个理论好像很相似，对吗？但是实际上，他们俩个并不是一回事。尽管你会常常遇到人们对这两个概念误解和误用。

如果要简明扼要地将两者进行区别的话，那么前者重点在与“观察”这一行为，而后者重点在强调“测量”的结果。

实际上这两个理论后来还延伸出了许多的假设，其中最著名的就是虐猫狂人——薛定谔（此人目前因为对绅士界的杰出贡献，享受汞合金物理学研究所提供的特殊津贴——人造ai狗耳机器娘）在汞合金第18次科技界大会上提出的“panci不可测理论”——即如果你不去掀开绝对领域，你就不知道下面隐藏的到底是蓝白条，还是纯白，抑或是大jj。

现在，依据观察者效应的原理。。。

西莫先生：“喂！死妹控！你这话题转变的有些生硬啊！”

高坂京介无视他的打岔继续说道：

既然我们在观察量子时会因为我们观察这一行为造成量子发生改变的话，那么当我们把通讯数据按照一定规律保存在一连串的量子——比如光波之中，如果有人想要破解时，无论怎么样观察都会造成对原有量子信息的改变。

这势必会影响到对数据的解读，可是如果将观察行为本身的所产生的规律性变动也计算在内呢？不就可以设计出一种只有用特定方法才能解读到的信息传输手段吗？并且这种正确解读还是一次性的，因为只要观察过一次，就会改变原有的量子的信息。

想要第二次解读时，原有的量子信息已经发生了改变。这样一来既可以保证信息传递的安全，也能及时发现信息是否泄露。

因为如果你用正确的方法去解读量子信息时，却发现无法解决，那就只有一种可能，这条信息已经被其他人解读过了！

以上就是汞合金所开发量子密码的理论基础。

那么具体操作又是怎么样的呢？

有物理学家曾经提出下面这个系统：

假设两个人想安全地交换信息，这两个人分别是a和b。a通过发送给b一个键来初始化信息，这个键可能就是加密数据信息的模式——告诉b接下来的信息加密了。

这个键是一个随意的位序列，用某种类型模式发送，可以认为两个不同的初始值表示一个特定的二进制位（0或1）。

暂且认为这个键值是在一个方向上传输的光子流，每一个光子微粒表示一个单个的数据位（0或1）。除了直线运行外，所有光子也以某种方式进行振动。

这些振动沿任意轴在360度的空间进行着，为简单起见（至少在量子密码术中可简化问题），可以把这些振动分为4组特定的状态，即上、下，左、右，左上、右下和右上、左下，振动角度就沿光子的两极。

然后制造出一个特殊的偏光器，它允许处于某种振动状态的原子毫无改变的通过，令其他的原子改变震动状态后通过。

如果a有这样一个或多个偏光器，允许处于这四种状态的光子通过，那么她就可以选择沿直线（上、下，左、右）或对角线（左上、右下，右上、左下）进行过滤。

a在直线和对角线之间转换她的振动模式来过滤随意传输的单个光子。每一个光子就是a所发出的量子信息，这样就用两种振动模式中的一种表示一个单独的二进制位，比如1或0。

当接受到光子时，b必须用直线或对角线的偏光镜来测量每一个光子位。他可能选择正确的偏光角度，也可能出错。

由于a选择偏光器时非常随意，那么当选择错误的偏光器后光子会如何反应呢？

不确定原理指出，我们不能确定每一个单独的光子会怎样，因为测量它的行为时我们改变了它的属性（如果我们想测量一个系统的两个属性，测量一个的同时排除了我们对另外一个量化的权利）。然而，我们可以估计这一组发生了什么。

当b用直线侧光器测量左上/右下和右上/左下（对角）光子时，这些光子在通过偏光器时状态就会改变，一半转变为上下振动方式，另一半转变为左右方式。但我们不能确定一个单独的光子会转变为哪种状态。

所以b测量光子时可能正确也可能错误，可见，a和b创建了不安全的通信信道，其他人员也可能监听。

但如果接下来a告诉b她用哪个偏光器发送的光子位，而不是她如何两极化