窮盡一生?窮盡「一宇宙」都無法破解!——絕對安全的量子密碼

2020-12-05 驪鳴雲

經常聽到對量子保密通信(或者說「量子密碼」)中「絕對安全」一詞的爭議,意思是指量子密碼不可能用數學方法破解。

儘管強調這是「理論上絕對安全、不可被竊聽的加密方法」,の......仍然不免在各種理性和非理性的討論中扯皮。

有的是嚴謹的討論,有的是語境偏差,少部分「槓精」就不管了。

漢語中「絕對」一詞很特別,「世上絕對沒有絕對的事」,就好比「這事上唯一不變的是變化」一樣。

5月23日,《自然》雜誌的合作期刊《量子信息》上發表的一項新研究(來自清華大學、濟南量子研究院 王向斌教授團隊的研究成果),從側面上佐證了量子密碼的安全性——用「絕對」來形容,絕對不是一件過分的事情。

另外,中國團隊在量子密碼領域的認真和專業,也絕對是件靠譜的事。

不要問為什麼測量君會這麼膨脹要去分析學術論文,但聽完裡面的八卦你應該也會感興趣。

(一)

我們知道量子密碼之所以安全,是量子力學基本原理來保證,密鑰是完全隨機的。

但是去年早些時候,國際著名量子光學學者Horace Yuen的一篇論文中提出量子密碼的猜中概率是百萬分之一(10的負六次方)。

翻譯過來就是說猜中概率肯定小於百萬分之一。

但具體是多少,他並不確定。

(這種言論有點類似於:

我閉上眼睛,猜中你銀行帳戶密碼的概率肯定是小於100%的,

所以,你的銀行帳戶密碼不安全了!?)

雖然被猜中的機率是「小於百萬分之一」

但有人看到這個結果如獲至寶,馬上就用上Yuen的文章來得出結論,

說國際專家的最新研究是量子密碼不安全。

百萬分之一可是有些危險的哦。

(二)

Yuen是美國西北大學教授。上世紀八十年代前後,發表的壓縮態理論為量子光學做出重要貢獻,並於1996年得國際量子通信獎。

自本世紀初以來,他開始研究量子密碼學。不過,他似乎不願理解或者未能正確理解那些已有的數學證明,一直在試圖挑戰已被公認的科學結論。他絕大多數關於量子密碼的文章,都不被權威期刊採納。

另外,Yuen對於密碼的了解也不大不深。

Yuen的觀點可以理解,

不同領域對於相同問題的探討,共同推動了科學進步。

但拿Yuen的觀點故意唱衰量子密碼的人嘛,

就只能「呵呵」了。

(三)

不和槓精抬槓,

是我們中國科研工作者的溫柔。

但是拿成果出來「打臉」,

更是我們的硬實力。

根據王向斌教授團隊的最新研究:

通過一種數學映射方法,在同樣得前提下,

可以得出:量子密鑰的猜中概率不會超過2×10^ 。

這大概是什麼概念呢:

即使竊聽者動用目前地球上所有的計算資源,用比宇宙壽命還長的時間,

也無法猜中(破解)量子密鑰。

「我尊重你提問題的權利,但是你提問題的角度是值得商榷的…………」

(四)

試著更白話的翻譯一下王老師團隊打臉現場

(場景為自行腦補)

「你說量子密鑰猜中概率小於百萬分之一,

我也同意確實是小於這個值。

可是這個值感覺有點大(鬆散)哎,

我們中國物理學者還是很擅長數學的。

這樣,我來幫你算一個更準確的值吧。

三下五除二(過程略過……)

在QKD設備一次產生的篩後密鑰1兆比特的時候,竊聽的人猜中量子密鑰的概率是不超過2X10^

對,沒錯,

竊聽的人猜中量子密鑰的概率是

不超過2×10^

你說的沒錯,猜中概率確實低於百萬分之一!」

【最後的話】

兩個數據在數學上並不矛盾,但兩者在判斷量子密鑰安全性上所起的作用完全不同。

國外學者的猜中概率小於10^的結論對判斷密鑰的安全性毫無意義,

假設基於國外學者的猜中概率不超過10^的鬆散結論,質疑量子密鑰安全性更是存在邏輯錯誤。

而中國研究人員做出準確推演,得出了正確結論:

在猜中概率標準下量子密碼是安全的

為中國科學家的結果和科學態度點讚!

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