為什麼量子通訊無法竊聽？

在經典通訊中，竊聽者如果要竊聽密碼，他首先是將密碼抄寫下來，再進行解碼。但在量子通道中，抄寫量子態是不可能的，因為對量子態的任何測量都會產生影響，從而導致量子態的塌縮。也就是說，測量將會留下痕跡，通訊的雙方能立即覺察到竊聽者的存在而終止通訊。

每個國家、公司等組織都有大量的機密，特別在戰爭時期，情報的洩漏會影響戰爭的勝負，有關千萬人的性命，所以通訊技術中的密碼學佔有重要地位。在當今網路通訊突飛猛進的時代，資訊保安問題成了連廣大普通民眾都非常關注的焦點。一部密碼學的發展歷史，充滿了加密者和竊密者之間永無休止的鬥爭。

儘管在幾千年之前就有了密碼的雛形，但密碼學作為一門真正意義上的科學，是從1948年夏農發表《通訊的數學原理》開始的，並影響了整個數字時代的通訊技術。

在通訊保密和竊聽的鬥爭中，量子力學能扮演哪些角色呢？這可以從保密者和竊聽者兩個角度來分析。從竊聽者一方來看，量子現象中由於疊加態和糾纏態的存在，為計算提供了經典計算機無法比擬的量子平行處理的超強能力。因而便有可能在短時間內進行大素數分解的運算，從而破解目前經典計算技術無法破解的加密演算法。

從保密者的角度來看，量子力學將徹底地改變密碼學，改變甚至終止保密和竊聽之間原來看起來永無休止的遊戲。因為根據量子力學的規則，量子密碼是不可竊聽、不可破解的！量子理論似乎是提供了一種絕對安全的密碼通訊系統。具體地說，在經典通訊中，竊聽者如果要竊聽密碼，他首先是將密碼抄寫下來，再想辦法進行解碼。然而，在量子通道中，抄寫量子態是不可能的，因為對量子態的任何測量都會產生影響，從而導致量子態的塌縮，原來的量子態就不復存在了。也就是說，測量將會留下痕跡，通訊的雙方能立即覺察到竊聽者的存在而終止通訊。所以量子力學原理完全保證了量子通訊的安全性。

比如，傳送方向接收方傳送一系列隨機的、準備作為金鑰的量子態，接收方隨機地對這些量子態進行測量。然後，雙方由經典通道交換資訊，檢測接收方測量的誤位元速率，從而認可最終的金鑰。如果有一個竊聽者進行了竊聽操作的話，便會破壞傳送方原來的量子態，使接收方接受的誤位元速率大大增加，雙方就能夠發現竊聽者的存在，立即採取必要的措施。比如，換另一條量子通道，重新傳送另一套新金鑰。因此，對量子通訊的竊聽幾乎不可能成功。