无线量子通信系统的安全性与对抗方法探讨

发布时间：2021-10-24 10:51

　　量子通信卫星的成功发射在全世界范围内掀起了无线量子通信研究与应用的热潮,量子通信的高度安全性似乎已经达到了战场通信的终极目标,但实际上这是一种误解。针对这一情况,在简要介绍量子通信系统常见类型的基础上,对通信系统的安全性与有效性、可靠性进行了必要的区分,指出目前仍然能够利用无线量子通信工程实现中的缺陷来进行窃听,而且可以通过对无线量子通信传输的压制干扰来极大地降低其有效性与可靠性,甚至达到阻断无线量子通信传输的目的。以上探讨对于更加深刻地认识和理解无线量子通信系统的特点,以及从电子对抗向量子对抗的应用扩展推进具有较重要的参考意义。 

【文章来源】：航天电子对抗. 2020,36(01)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

量子隐形传态通信系统原理框图

图1 量子隐形传态通信系统原理框图2016年发射升空的“墨子号”量子通信卫星成功地开展了星地无线的量子隐形传态和量子密钥分发的试验，从而也反映出上述2种量子通信系统已经开始步入工程应用的阶段。

接收方的量子态制备可采用纠缠源或单光子源。如果采用单光子源，接收方首先准备N个单光子，并使这些单光子随机处于4个偏振的量子态之一，然后通过量子信道将这N个光子传输到发送端。发送端随机选择部分光子进行测量，然后将其位置、测量基和测量结果通过经典信道告诉接收端，接收端通过这些光子的错误率判断量子信道安全性，如果安全则进行下一步操作，否则终止通信。发送端在不改变编码基的条件下，在信息序列中加入部分校验比特，编码后通过量子信道传至接收端。接收端在自己的编码基下对接收到的光子进行测量。然后发送端通过经典信道公布检测序列的位置和数值，接收端根据自己的测量结果判断信道的安全性。如果安全，则可根据光子的初始信息得到发送端的信息序列，如图3所示。由上述3种常见的量子通信系统可知，无论是量子隐形传态，还是量子密钥分发，以及量子安全直接通信，在量子信道传输信息的过程中，仍然要依靠经典信道来进行收发双方的信息交互才能完成整个通信过程，即在以上系统中单独的量子信道是无法实现信息安全传输的。上述系统设计虽然可以在一定程度上有效防止信息遭受第三方的窃听，但是整个通信系统的抗干扰能力并没有得以本质上的提升，所以安全通信并不等效于有效并可靠地通信。

【参考文献】：
期刊论文
[1]量子通信技术前沿进展[J]. 潘建伟.  保密科学技术. 2016(11)
[2]量子计算的进展和展望[J]. 周正威,涂涛,龚明,李传锋,胡勇,杨勇,郭光灿.  物理学进展. 2009(02)



本文编号：3455153