中國科學院國家空間科學中心研制的“墨子號”衛星,在中國的酒泉衛星發射中心成功發射升空并進入預定軌道。“墨子號”是一顆量子衛星,也是世界上第一顆量子衛星。
這條信息直接刷爆了朋友圈,所有人都在慶祝,中國又多了一項世界第一。
虛擬現實圈也在刷,慶祝墨子號發射成功,并預言量子通信未來可能會改變虛擬現實的發展,極大的促進虛擬現實的進步。
但是非常遺憾,VR日報今天可能要給大家潑涼水:墨子號飛天是值得咱們舉國歡慶的喜事,但量子通信對于解決虛擬現實的傳輸瓶頸,作用微乎其微。
量子通信并不能幫助提高信道容量
當然,并不是說墨子號是浪得虛名。
量子通信是怎么一回事?
根據量子科學的基本原理:兩顆糾纏的光子被拆散之后,無論相距多遠,總會心靈感應,一個形態發生變化,另一個會像鏡子一樣同步變化。利用這個特性實現光量子通信的過程如下:事先構建一對具有糾纏態的粒子,將兩個粒子分別放在通信雙方,將具有未知量子態的粒子與發送方的粒子進行聯合測量(一種操作),則接收方的粒子瞬間發生變化成為某種狀態,這個狀態與發送方的粒子變化后的狀態是對稱的,然后將聯合測量的信息通過經典信道傳送給接收方,接收放根據接收到的信息對坍塌的粒子進行逆轉變換,即可得到與發送方完全相同的未知量子態。
與經典通信相比,量子通信的安全性幾乎是絕對的——絕不會“泄密”。
在量子通信過程中,信息本身經過經典通信傳輸,量子通信傳輸的只是密鑰。量子加密的密鑰是隨機的,幾乎可以做到用一次換一次,即使信息內容本身被竊取者截獲,由于無法得到正確的密鑰,因此無法破解信息。如果竊取者試圖截獲密鑰,必須先截獲光子,再去觀測它,根據量子理論,宏觀的任何觀察和干擾,都會立刻改變量子態,引起其坍塌,因此光子會發生變化。結果密鑰接收方要么沒收到光子,要么收到光子后去跟發送方校驗,發現結果不一樣,馬上就能反應過來通信過程被監聽。當然,這并沒有什么關系,一旦發現密鑰丟失,申請重新傳輸新密鑰,確認無誤再解密信息。
墨子號有什么作用?
在有線光纖為基礎的量子通訊領域,由于光量子的不可分割特性,遠距離傳輸不能進行信號放大,而損耗卻很多,造成在遠距離上信息傳遞效率很低。太空的真空環境卻能讓光量子在傳輸過程中的損耗大為降低,墨子號與地面發射站之間的距離為500公里,能夠完美的充當覆蓋全球的量子通信網絡的中繼站。這樣一來,就使得量子通信不再局限于域內通信,而是可以覆蓋整個地球!
所以,無論是墨子號也好,還是量子通信,重點并不在于信道容量,而在于信道安全。這與虛擬現實所要求的大容量信道并無相通之處,對于虛擬現實所要求的大體量數據傳輸也并不會有實際幫助。
量子通信的優點不在于速度,而在于保密。經典通信方式的信息傳遞速度已經是光速了,5G網絡相比4G網絡,提高的是單位時間里的傳輸字節數,即信道容量,在這方面經典通信反而比量子通信強得多。