146.量子密码与胖ci不可测理论 (2/2)

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础。

    那么具体操作又是怎么样的呢？

    有物理学家曾经提出下面这个系统：

    假设两个人想安全地交换信息，这两个人分别是A和B。A通过发送给B一个键来初始化信息，这个键可能就是加密数据信息的模式——告诉B接下来的信息加密了。

    这个键是一个随意的位序列，用某种类型模式发送，可以认为两个不同的初始值表示一个特定的二进制位（0或1）。

    暂且认为这个键值是在一个方向上传输的光子流，每一个光子微粒表示一个单个的数据位（0或1）。除了直线运行外，所有光子也以某种方式进行振动。

    这些振动沿任意轴在360度的空间进行着，为简单起见（至少在量子密码术中可简化问题），可以把这些振动分为4组特定的状态，即上、下，左、右，左上、右下和右上、左下，振动角度就沿光子的两极。

    然后制造出一个特殊的偏光器，它允许处于某种振动状态的原子毫无改变的通过，令其他的原子改变震动状态后通过。

    如果A有这样一个或多个偏光器，允许处于这四种状态的光子通过，那么她就可以选择沿直线（上、下，左、右）或对角线（左上、右下，右上、左下）进行过滤。

    A在直线和对角线之间转换她的振动模式来过滤随意传输的单个光子。每一个光子就是A所发出的量子信息，这样就用两种振动模式中的一种表示一个单独的二进制位，比如1或0。

    当接受到光子时，B必须用直线或对角线的偏光镜来测量每一个光子位。他可能选择正确的偏光角度，也可能出错。

    由于A选择偏光器时非常随意，那么当选择错误的偏光器后光子会如何反应呢？

    不确定原理指出，我们不能确定每一个单独的光子会怎样，因为测量它的行为时我们改变了它的属性（如果我们想测量一个系统的两个属性，测量一个的同时排除了我们对另外一个量化的权利）。然而，我们可以估计这一组发生了什么。

    当B用直线侧光器测量左上/右下和右上/左下（对角）光子时，这些光子在通过偏光器时状态就会改变，一半转变为上下振动方式，另一半转变为左右方式。但我们不能确定一个单独的光子会转变为哪种状态。

    所以B测量光子时可能正确也可能错误，可见，A和B创建了不安全的通信信道，其他人员也可能监听。

    但如果接下来A告诉B她用哪个偏光器发送的光子位，而不是她如何两极化的光子。比如：她可能说8597号光子（理论上）发送时采用直线模式，但她不会说发送时是否用上、下或左、右。

    B这时就能确定如何使用正确的偏光器接受了每一个光子。然后A和B就抛弃了他们利用错误的偏光器测量的所有的光子。于是他们所拥有的，是原来传输长度一半的0和1的序列。这就形成了one-timepad(OTP)理论的基础，即：一旦被正确实施，就被认为是完全随意和安全的密码系统。(未完待续。)