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“墨子號(hào)”飛天 量子通信能改變VR傳輸瓶頸

2016-08-29

  中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心研制的“墨子號(hào)”衛(wèi)星,在中國(guó)的酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空并進(jìn)入預(yù)定軌道,?!澳犹?hào)”是一顆量子衛(wèi)星,也是世界上第一顆量子衛(wèi)星,。

  這條信息直接刷爆了朋友圈,,所有人都在慶祝,中國(guó)又多了一項(xiàng)世界第一,。

  虛擬現(xiàn)實(shí)圈也在刷,,慶祝墨子號(hào)發(fā)射成功,,并預(yù)言量子通信未來(lái)可能會(huì)改變虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展,極大的促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)的進(jìn)步,。

  

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  但是非常遺憾,,VR日?qǐng)?bào)今天可能要給大家潑涼水:墨子號(hào)飛天是值得咱們舉國(guó)歡慶的喜事,但量子通信對(duì)于解決虛擬現(xiàn)實(shí)的傳輸瓶頸,,作用微乎其微,。

  量子通信并不能幫助提高信道容量

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  當(dāng)然,并不是說(shuō)墨子號(hào)是浪得虛名,。

  量子通信是怎么一回事,?

  根據(jù)量子科學(xué)的基本原理:兩顆糾纏的光子被拆散之后,無(wú)論相距多遠(yuǎn),,總會(huì)心靈感應(yīng),,一個(gè)形態(tài)發(fā)生變化,另一個(gè)會(huì)像鏡子一樣同步變化,。利用這個(gè)特性實(shí)現(xiàn)光量子通信的過(guò)程如下:事先構(gòu)建一對(duì)具有糾纏態(tài)的粒子,,將兩個(gè)粒子分別放在通信雙方,將具有未知量子態(tài)的粒子與發(fā)送方的粒子進(jìn)行聯(lián)合測(cè)量(一種操作),,則接收方的粒子瞬間發(fā)生變化成為某種狀態(tài),,這個(gè)狀態(tài)與發(fā)送方的粒子變化后的狀態(tài)是對(duì)稱的,然后將聯(lián)合測(cè)量的信息通過(guò)經(jīng)典信道傳送給接收方,,接收放根據(jù)接收到的信息對(duì)坍塌的粒子進(jìn)行逆轉(zhuǎn)變換,,即可得到與發(fā)送方完全相同的未知量子態(tài)。

  與經(jīng)典通信相比,,量子通信的安全性幾乎是絕對(duì)的——絕不會(huì)“泄密”,。

  在量子通信過(guò)程中,信息本身經(jīng)過(guò)經(jīng)典通信傳輸,,量子通信傳輸?shù)闹皇敲荑€,。量子加密的密鑰是隨機(jī)的,幾乎可以做到用一次換一次,,即使信息內(nèi)容本身被竊取者截獲,,由于無(wú)法得到正確的密鑰,因此無(wú)法破解信息,。如果竊取者試圖截獲密鑰,,必須先截獲光子,再去觀測(cè)它,,根據(jù)量子理論,,宏觀的任何觀察和干擾,都會(huì)立刻改變量子態(tài),引起其坍塌,,因此光子會(huì)發(fā)生變化,。結(jié)果密鑰接收方要么沒收到光子,要么收到光子后去跟發(fā)送方校驗(yàn),,發(fā)現(xiàn)結(jié)果不一樣,,馬上就能反應(yīng)過(guò)來(lái)通信過(guò)程被監(jiān)聽。當(dāng)然,,這并沒有什么關(guān)系,,一旦發(fā)現(xiàn)密鑰丟失,申請(qǐng)重新傳輸新密鑰,,確認(rèn)無(wú)誤再解密信息,。

  墨子號(hào)有什么作用?

 

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  在有線光纖為基礎(chǔ)的量子通訊領(lǐng)域,,由于光量子的不可分割特性,,遠(yuǎn)距離傳輸不能進(jìn)行信號(hào)放大,而損耗卻很多,,造成在遠(yuǎn)距離上信息傳遞效率很低,。太空的真空環(huán)境卻能讓光量子在傳輸過(guò)程中的損耗大為降低,墨子號(hào)與地面發(fā)射站之間的距離為500公里,,能夠完美的充當(dāng)覆蓋全球的量子通信網(wǎng)絡(luò)的中繼站,。這樣一來(lái),就使得量子通信不再局限于域內(nèi)通信,,而是可以覆蓋整個(gè)地球,!

  所以,無(wú)論是墨子號(hào)也好,,還是量子通信,,重點(diǎn)并不在于信道容量,而在于信道安全,。這與虛擬現(xiàn)實(shí)所要求的大容量信道并無(wú)相通之處,,對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)所要求的大體量數(shù)據(jù)傳輸也并不會(huì)有實(shí)際幫助。

  量子通信的優(yōu)點(diǎn)不在于速度,,而在于保密,。經(jīng)典通信方式的信息傳遞速度已經(jīng)是光速了,5G網(wǎng)絡(luò)相比4G網(wǎng)絡(luò),,提高的是單位時(shí)間里的傳輸字節(jié)數(shù),,即信道容量,,在這方面經(jīng)典通信反而比量子通信強(qiáng)得多,。


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