量子加密通訊技術是如何實施的

由於關於絕對保密之量子加密通訊，好像目前爭論很大，尚無權威官方給出明確定論。但就此我試著以我個人的理解和語言，來描述一下量子加密通訊技術是如何實施的。

簡單來說量子力學中微觀粒子具有波粒二象性，根據海森堡不確定性原理表明，粒子的位置與動量不可同時被確定，位置的不確定性與動量的不確定性遵守一定不等式關係。若我們將加密密鑰以量子密鑰形式組合，在傳輸過程中，任何的物理觀測都會引起量子坍塌，改變其量子態，因而，密鑰也發生變化，得之無用。
以光子為例，光子是一個典型的量子，光子具有偏振特性，利用光學偏振片可改變其偏振態。發射量子密鑰可將采用一種十字交叉的濾鏡，而濾鏡設置可分成兩種類型的擺放角度，即+型濾鏡和×型濾鏡，+型濾鏡就是可以原樣讓豎的或者橫的方向上的偏振光子穿過，而當光子是斜的偏振方向時，光子則有時也能穿過這種+型濾鏡，有時則不能穿過去，而能穿過的光子表現出的偏振方向根據偏振角度不同，會有時表現為橫的，還有時是豎的，總之就變得不確定甚至就被濾掉了。同理，對於×型濾鏡來說，它相當於是將+型濾鏡旋轉了45°角，它是能讓傾斜偏振狀態的光子輕易原樣穿過，傾斜角度可以是左斜（-45°）或者右斜（+45°），那麼當橫或豎的光子穿過這個×型濾鏡後，也是你無法確定它會變成左斜或者右斜，或者是穿不過去。這樣我們就至少有了兩種測量濾鏡設置模式，而最終我們探測到的不論是怎樣偏振方向的光子，在橫豎類中我們可規定：橫為0，豎為1，而斜方向類中我們可規定：左斜為0，右斜為1，也就是經過濾鏡之後，我們就是不論最終偏振方向為豎或橫或左斜或右斜，總之我們都可以用0和1來表示，或者是沒探測到的空。而且，從技術上可以將這個濾鏡設置擺放角度可以隨機在這兩種擺放角度間進行切換，也就是在應用中，每一組對光子的測量，就濾鏡擺放角度而言可以形成一個隨機的序列，以最大限度提供密鑰的隨機性也就是增加了破解難度。

以單向發射探測光子為例，假設有一個光子發送方a，另有一個光子接受方b，首先a先用自己隨機產生的濾鏡模式序列測量自己光子發生器所發出的光子序列，光子被逐個由+或×組成的偏振序列測量並立刻隨機地坍縮（量子被檢測即坍縮）最終確定為某種偏振形式，a所測出結果為0與1或空的一組數字序列，其中所夾雜的空。然後將該光子序列送達準備接收方b，b又按他自己隨機產生的偏振模式序列也可測得一組間或為空的由0和1組成的數字序列。然後b把他的測量濾鏡設置序列告知a，該濾鏡設置序列其實都無所謂保密不保密，公開發布也沒問題，a此時也把其隨機生成的濾鏡設置序列同樣可以公開地告知b，雙方將這兩組序列按照序號依次對照，兩組偏振+或×序列應該有約50%是相同的，經對比這些相同偏振濾鏡設置所測得的數據兩個人應該是保證相同的，要麼都為0，要麼都為1，而那些光子測量所采用濾鏡設置不相同的，則就棄之不用。總之最後雙方就隻挑出哪些雙方相同濾鏡設置角度的相應測量序號保留，此過程叫做協商，可以公開進行，讓第三方幫校核也都是可以的，確定好這串數字後，a和b雙方就各自回去查相應序號上自己所測的究竟是0還是1，那麼雙方就都在自家暗自各形成了一組0或1組成的保密序列。而這組0和1組成的數字a和b雙方將一模一樣，而這個，就是通過物理光子偏振所形成的量子密鑰了。雙方通過這個密鑰就可以加密解密文件相互通訊了，而加密好的文件用常規的互聯網或光纖或衛星通訊等方式發出給對方，經加密的文件傳輸也不怕被他人竊取，他人沒有密鑰無法破解文件。

當然，正真的量子密鑰要操作比此要複雜多，期間會加入各種量子技術以達到最大保密性。但其原理原理原型還是不會變的。