量子通信是怎么回事？前景怎样？

上世纪下半叶以来，科学家在“海森堡测不准定理”和“单量子不可复制定理”上，逐渐建立了量子密码术的概念。“海森堡测不准原理”是量子力学的基本原理，指在同一时刻以相同精度测定量子的位置与动量是不可能的，只能精确测定两者之一。“单量子不可复制定理”是“海森堡测不准原理”的推论，指在不知道量子状态的情况下复制单个量子是不可能的，因为要复制单个量子就只能先作测量，而测量必然改变量子的状态。

量子密码术突破了传统加密方法的束缚，以量子状态作为密钥具有不可复制性，可以说是“绝对安全”的。任何截获或测试量子密钥的操作，都会改变量子状态。这样截获者得到的只是无意义的信息，而信息的合法接收者也可以从量子态的改变，知道密钥曾被截取过。与公开密钥算法不同，当量子计算机出现，量子密码术仍是安全的。在发送者和接收者之间传送量子密钥的一种方式是，激光发射以两种模式中的一种极化的单光子。在第一种模式中，光子垂直或水平摆放（直线模式）；在第二种模式中，光子与垂直线呈 45 度角摆放（斜线模式）。

发送者（密码学家通常称之为艾丽斯）发送一串比特序列（量子振动的方向，即它们的偏振态，代表 0 或1 ，形成一连串的量子位，或称量子比特）。随机选择光子直线或斜线的传送模式。接收者（在密码学语言中称为鲍勃）同样随机决定对接收比特的测量模式。海森伯的测不准原理表明，鲍勃只能用一种模式测量光子，而不能同时使用两种模式。只有鲍勃测量的模式和艾丽斯发送的模式相同，才能保证光子方向准确，从而保留准确数值。

传送完成后，鲍勃告诉艾丽斯，他使用哪种模式接收每一个光子，这一过程无须保密。然而，他不会透露每个光子代表的 0 或1 的数值。然后，艾丽斯告诉鲍勃哪些模式是正确的。双方都将接收模式不正确的光子视为无效。正确的测量模式组成一个密钥，作为用来加密或解密一条信息的算法的输入值。

如果有人试图拦截光子流（称她为伊芙），海森伯的原理使她无法用两种模式同时测量。如果她用错误的模式对某一光子进行测量，必然会发生误差。通过对所选光子的比较和对误差的检查，艾丽斯和鲍勃就能够发现窃听者的存在。