无法破译是怎么做到的

通信安全是国家信息安全和人类经济社会生活的基本需求。千百年来，人们对于通信安全的追求从未停止。然而，基于计算复杂性的传统加密技术，在原理上存在着被破译的可能性。随着数学和计算能力的不断提升，经典密码被破译的可能性与日俱增。

“过去的电流流动抗干扰能力强，就像一个调皮捣蛋的小男孩，你说他几句，他也满不在乎。”中国科技大学张永德教授用打比方的方法来介绍量子通信，他说，微观的粒子非常小，很脆弱，像一个害羞的小女孩，你看她一眼，就会变化。就是这样的特性，才能够保密，一旦窃听者接触信息，就会让它的状态发生改变，通讯人发现信息状态变化后便可及时应对。

量子通信就是将量子物理与信息技术相结合，利用量子调控技术，用一种革命性的方式对信息进行编码、存储、传输和操纵，从而在确保信息安全、提高运算速度、提升测量精度等方面突破经典信息技术的瓶颈。

通常认为，量子通信主要研究内容包括量子密钥分发和量子隐形传态。与经典通信不同，量子密钥分发通过量子态的传输，在遥远两地的用户共享无条件安全的密钥，利用该密钥对信息进行一次一密的严格加密，这是目前人类唯一已知的不可窃听、不可破译的无条件安全的通信方式。潘建伟介绍，量子密钥分发就好比一个人想要传递秘密给另外一个人，需要把存放秘密的箱子和一把钥匙传给接收方。接收方只有用这把钥匙打开箱子，才能取到秘密。没有这把钥匙，别人无法打开箱子，而且一旦这把钥匙被别人动过，传送者会立刻发现，原有的钥匙作废，再给一把新的钥匙，直到确保接收方本人拿到。

为什么钥匙被别人一碰，就能立刻被知晓呢，这是因为科学家利用量子有多个叠加态的原理，用量子作为密钥。这样一来，一旦有人试图截获或测试量子密钥，就会改变量子状态，科学家便能立刻从改变中发现有人动了钥匙。所以，利用量子不可克隆和不可分割的特性，就能实现无条件安全的通信方式。

量子通信通常采用单光子作为物理载体，最为直接的方式是通过光纤或者近地面自由空间信道传输。但是，这两种信道的损耗都随着距离的增加而指数增加。由于量子不可克隆，使其成为绝对安全的通信方式，但也让量子信号不能像经典通信一样通过复制被放大，再加上地面传输信号的损耗非常大，因此之前地面上的量子通信，最远距离不过百公里量级。