1992年,貝內(nèi)特又提出一種更簡單,但效率減半的方案,即B92方案。量子密碼術并不用于傳輸密文,而是用于建立、傳輸密碼本。根據(jù)量子力學的不確定性原理以及量子不可克隆定理,任何竊聽者的存在都會被發(fā)現(xiàn),從而保證密碼本的絕對安全,也就保證了加密信息的絕對安全。最初的量子密碼通信利用的都是光子的偏振特性,目前主流的實驗方案則用光子的相位特性進行編碼。目前,在量子密碼術實驗研究上進展最快的國家為英國、瑞士和美國、中國。英國國防研究部于1993年首先在光纖中實現(xiàn)了基于BB84方案的相位編碼量子密鑰分發(fā),光纖傳輸長度為10公里。這項研究后來轉(zhuǎn)到英國通訊實驗室進行,到1995年,經(jīng)多方改進,在30公里長的光纖傳輸中成功實現(xiàn)了量子密鑰分發(fā)。與偏振編碼相比,相位編碼的好處是對光的偏振態(tài)要求不那么苛刻。在長距離的光纖傳輸中,光的偏振性會退化,造成誤碼率的增加。然而,瑞士日內(nèi)瓦大學1993年基于BB84方案的偏振編碼方案,在1.1公里長的光纖中傳輸1.3微米波長的光子,誤碼率僅為0.54%,并于1995年在日內(nèi)瓦湖底鋪設的23公里長民用光通信光纜中進行了實地表演,誤碼率為3.4%。1997年,他們利用法拉第鏡消除了光纖中的雙折射等影響因素,使得系統(tǒng)的穩(wěn)定性和使用的方便性大大提高,被稱為“即插即用”的量子密碼方案。美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室,創(chuàng)造了目前光纖中量子密碼通信距離的新紀錄。他們采用類似英國的實驗裝置,通過先進的電子手段,以B92方案成功地在長達48公里的地下光纜中傳送量子密鑰,同時他們在自由空間里也獲得了成功。1999年,瑞典和日本合作,在光纖中成功地進行了40公里的量子密碼通信實驗。在中國,中科院物理所于1995年以BB84方案在國內(nèi)首次做了演示性實驗,華東師范大學用B92方案做了實驗,但也是在距離較短的自由空間里進行的。1997年,中國科大潘建偉在世界上首次成功地實現(xiàn)了量子態(tài)隱形傳送。2000年,中科院物理所與研究生院合作,在850納米的單模光纖中完成了1.1公里的量子密碼通信演示性實驗。2003年中國科大潘建偉在世界上首次成功實現(xiàn)了自由量子態(tài)隱形傳輸以及糾纏交換;首次實現(xiàn)了未來長程量子通訊的關鍵器件——糾纏態(tài)等很多理論和實踐上的突破,在多光子糾纏操縱方面在國際上處于領先地位。2005年底,中國科大郭光燦等在國際上首次解決了量子密鑰分配過程的穩(wěn)定性問題,經(jīng)由實際通信光路實現(xiàn)了125公里單向量子密鑰分配,成為迄今國際上公開報道的最長距離的實用光纖量子密碼系統(tǒng)。
量子力學的研究進展導致了新興交叉學科——量子信息學的誕生,為信息科學展示了美好的前景。人類在20世紀能夠精確地操控航天飛機和搬動單個原子,但卻未能掌握操控量子態(tài)的有效方法。在21世紀,人類應積極致力于量子技術的開發(fā),推動科學和技術更迅速地發(fā)展。
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