原來的版本 這個故事出現在廣達雜誌上。

近幾十年來,研究人員已經意識到,量子電腦最終應該能夠破解廣泛使用的保護大部分數位世界的程式碼。為了保護自己免受這種命運的影響,他們花了數年時間開發新程式碼,這些程式碼似乎可以免受未來配備量子電腦的鞭炮的影響。

同時,他們也設計了巧妙的方法來利用量子力學規則來確保通訊安全。但量子力學,就像它之前的「經典」力學一樣,只是一種自然理論。如果它最終被更完整的理論所取代,就像一個世紀前量子力學取代了牛頓物理學一樣,會怎麼樣呢?在一個存在更基本規則的世界中,這些量子通訊技術是否仍然安全?

「當談到這些加密協議時,保持偏執是有好處的,」香港大學量子資訊理論家拉維尚卡·拉馬納坦(Ravishankar Ramanathan)說,他從事量子密碼學研究。 “讓我們嘗試最小化協議背後的假設。讓我們假設在未來的某個日期人們意識到量子力學並不是最終的自然理論。”

這是一個值得考慮的可能性。諸如協調量子力學和引力之類的突出問題的困難表明,後量子自然理論可能涉及一些非常意想不到的事情。

為了避免他們的協議基於錯誤假設的可能性,一些量子密碼學家正在尋找更基本的原則來建構。他們不是從量子力學開始,而是更深入地挖掘因果關係的概念。

微妙的破壞

了解該領域發展的一種方法是考慮量子金鑰分發,其中涉及利用量子力學規則以一種無法秘密洩露的方式傳遞金鑰(可用於解碼秘密訊息的東西)。量子密鑰分配使用量子糾纏,它透過兩個粒子的一種屬性(例如自旋)將它們鎖定在一起。量子糾纏包含某種絆線。如果有人試圖擾亂糾纏——就像他們試圖偷竊鑰匙一樣——入侵就會破壞糾纏,暴露破壞行為。這是由於稱為「糾纏一夫一妻制」的基本量子力學原理。

但如果這個原則不再適用怎麼辦?在這種情況下,如果傳遞訊息的人不能完全控制他們的設備,那麼外人可能會巧妙地改變粒子糾纏,從而在不留下痕跡的情況下中斷通訊。

這個過程被稱為量子糾纏,近年來了解它的努力有所增加。

對許多科學家來說,分塊很有吸引力,因為它可以幫助他們更好地理解量子力學和因果關係的本質。他們想知道:是否存在禁止封鎖的深層原則,使封鎖變得不可能?或者,如果沒有權威禁止,現實世界可以發生接觸嗎?

幹擾員吉姆

米哈烏·埃克斯坦 (Michał Eckstein) 是波蘭克拉科夫雅蓋隆大學的理論物理學家,他喜歡用故事來說明幹擾。它的主角是量子力學解釋中的經典人物愛麗絲和鮑伯。

「假設你有愛麗絲和鮑勃,他們遇到了一個巫師,幹擾者吉姆,」艾克斯坦說。 “魔術師說:’我有兩個球,一個是白色的,另一個是黑色的。’

這些球代表一對糾纏的粒子。如果兩個粒子糾纏在一起,它們就具有以某種方式聯繫在一起的屬性——例如,如果你測量第一個粒子並發現它的自旋向上,則另一個粒子的自旋將不可避免地向下,反之亦然。即使另一個粒子位於宇宙的中心也是如此。這裡的球是相連的,如果一個是白色的,另一個總是黑色的。

來源連結