量子卫星的几个真相：并不超光速，也穿不透海水
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量子卫星的几个真相：并不超光速，也穿不透海水
量子科学实验卫星已经完成测试，预计8月16日发射升空8月中旬我国的量子科学实验卫星将从酒泉卫星发射中心发射升空，它是我国也是世界上第一颗量子科学实验卫星，它将进行星地量子通信实验。量子力学是现代物理学的前沿，量子通信听起来更是“不明觉厉”，恐怕很少有人意识到，量子通信其实是通信保密的终极大杀器。量子通信并非超光速通信，我们的火星车2021年上了火星，也无法用量子通信即时联系很多人都畅想利用量子通信实现超光速通信，这样我们和火星车之间就再也没有时间延迟了，将来即使移民到遥远的系外行星上，也可以和地球即时通话。还有人幻想使用量子通信设备后，太平洋中部水下巡航的弹道导弹核潜艇通信台前突然出现中央军委的命令：美帝国主义已经无耻的向我国发动核攻击，现要求远征X号潜艇使用巨浪二号导弹执行核反击任务，目标纽约。对这些美好的想象，现实恐怕要让他们失望了，即将实验的量子通信技术其实是一种基于量子的加密技术，使用纠缠态的量子分发加密用的密钥，量子通信确切说是一种加密技术而不是通信技术。基于数学的加密算法越来越不安全，于是人们把目光转向神奇的量子物理玄之又玄的量子通信原来只是量子加密技术！小伙伴们听了都惊呆了，这到底是怎么回事，请听我从头说起。现有通信系统中，保密是非常重要的环节，可也是十分棘手的问题。你用信封邮寄，防不住有人拆开看了再复原，如果用无线电波传说，干扰就不说了，还有伪造电文以假乱真让人防不胜防。为了安全可靠的传递信息，人类很早就应用了加密手段，问题是现在最有效的加密方法基于数学上的大数定理，RSA算法的秘钥还是可以被超级计算机破解的，怎么办呢？量子力学的发展为我们带来了新的思路，从而出现了量子通信技术。量子纠缠（Entangled）是一种十分神奇的现象，可以用它来分发秘钥量子是科学家普朗克提出的概念，他研究辐射时发现能量并不是无限可分的，并把不可分的最小单位称为能量子，后来人们用量子来统称这些不可分割的微观粒子。除了不可分割这个特点，量子还有很多其他的特性，比如说量子不可克隆原理，量子不确定原理，还有量子纠缠中出现的“鬼魅般的超距作用”，它们是量子通信理论的基础。量子不可克隆原理意味着你没法像对待普通信息那样复制窃取量子秘钥，这是基于量子物理的基本原理，除非不确定原理也就是俗称的测不准原理被推翻，否则不可能复制量子秘钥，既然无法复制，那么伪造就更行不通了，是不是很神奇？更奇妙的还有量子纠缠现象，以电子的“自旋”为例，处于纠缠态的一对电子无论分隔多远，哪怕一个在地球另一个在比邻星，你测量破坏纠缠态后，其中一个自旋表现为左旋，那么另一个肯定是右旋，反之亦然。或许有人会说，这有什么奇怪的，两个黑箱分别放左旋和右旋的陀螺，我相隔多远打开也是一样的效果啊。且慢，量子纠缠的鬼魅之处就在这里，测量前两个电子的旋转状态是叠加的，既不是左旋也不是右旋，而测量的一刻随机的出现左旋和右旋，而你的黑箱里陀螺旋转却是确定的。量子通信正式称呼是量子秘钥分发（QKD），它应用了量子纠缠的神奇特征分发秘钥。量子秘钥分发需要量子信道（下）和常规信道（上）共同作用，所以超光速通信是肯定不可能的现在的量子通信使用纠缠态的光子进行。具体地说，我们在北京制作一对纠缠态的光子，它们测量后会显示I或II两种偏振状态，随后我们把光子A发送到北京光子B发送到上海，上海的接收者测量光子B，发现它是I状态，那么北京的A光子测量肯定就是II状态。通过连续生成发射和读取这一串纠缠态的光子，就相当于分发了一组秘钥。量子秘钥分发（上）利用光子的偏振，和传统利用电波振幅的信息传递方式（下）形似而神不似当然，由于光子测量出状态时随机的，仅仅有这些光子还不足以传递信息，我们还需要通过传统通信手段传递测量结果，对照才能生成量子传递的秘钥信息。由于光子状态测量时是随机的，所以秘钥也是随机的而且保证了一次一密，同时由于量子不可复制，所以一旦有人截获了这些光子，那么北京上海两地的人对照测量出的一串光子I/II状态后就会有错误，也就是发现了有人在窃听。简单地说，量子不可克隆原理确保了量子通信的保密性，而量子纠缠保证了量子秘钥生成的随机性，量子通信技术基于量子力学的基础原理，保证了加密和保密的安全和可靠。我国的量子科学实验卫星发射升空后，将实验上千公里距离的量子秘钥分发，我国还正在建立量子通信地面网络我国的量子科学实验卫星重量大约600多公斤，卫星上搭载了量子纠缠源、量子纠缠发射机和量子密钥通信机等载荷，它可以同时与地面上相距上千公里的接收站建立量子链路，发送纠缠态光子分发秘钥，利用量子物理的基本原理保证秘钥的安全性，确保从身份认证到加密传输以及数字签名的无条件的安全性，从根本上解决保密和信息安全的问题。从理论上说，量子通信技术可以做到绝对的安全性，面对量子通信分发的加密秘钥，任何人都无法在不被发现的前提下拦截或是复制，而面对加密后的数据，由于一次一密秘钥的完全随机性，无论调用多大规模的计算资源，都无法实现破解。量子通信研究你争我赶，欧洲国家也在计划使用卫星进行星地量子通信试验虽然量子通信不是超光速通信，不过它在信息安全上的作用，要比虚无缥缈的超光速通信要实用得多，作为未来保密通信的焦点，各国竞相展开量子通信技术的竞赛。目前我国，美国、日本和欧洲国家也都在进行量子通信研究，其中日本2014年已经将量子通信载荷SOCRATES作为次级载荷装在ALOS2卫星发射升空，欧洲也计划发射卫星进行量子通信实验。我国量子通信实验卫星已经被命名为墨子号，墨子最早设计了小孔成像实验，可以说是光通信的鼻祖，我们期待墨子号卫星的发射升空，能让中国在量子通信领域保持领先地位，并开启人类保密通信的新篇章。
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最具影响力中文军事论坛 - Most Influential Chinese Military Forum这款智能自行车的名字叫做：Vanhawks Valour 。早在去年5月就上了知名的众筹网站Kickstarter，而且获得了802位支持者，筹得82万美元。掐指一算，差不多在整整一年前，智能之潮就已掀起。今年，加拿大的Vanhawks工作室再次融资，出自Real Ventures的160万美元“入库”。这也难怪，它是YC创业孵化器项目2015年冬季班的成员嘛。（YC孵化器的大名，不知道的可以直接问度娘）也幸亏有了这笔资金，第一批翘首以待的用户们，在7月15号就可以陆续收到他们的“智能自行车”了。（详情见其官网）看了上面的购买界面，你会不由地托起下巴：请任选车架、轮圈的颜色、大小等，是否变速，碟刹如何…多么的“民主”，自行设计，侧边也会随着你的选择为你计算应付的价格。它的介绍主页内用的最多的词是“Built-in”，也许该解释成“内置的”，然而我却希望称之为“与生俱来的”。与生俱来的【平和】当你在骑行时，若有杂物干扰你的享受，Valour的手把会通过触觉上的反馈告知于你。虽然无法取代人类的危险意识，至少可以伸出一把“援手”。靠的就是：3米的感知距离，2个触觉手把，还有2个盲点传感器。与生俱来的【自由】离开手机的导航，也不需要时刻等着任何屏幕。智能的连接，让你可以放心地跟随车手把的转向/掉头指示，大胆地骑行在大路之上。安全而自由，尤其是对“路痴”而言。与生俱来的【伴随】记录你的轨迹、名次健康排排坐；依着你的出行习惯、路况、交通，智能规划最佳路线；互联网防盗系统，识别车体的独有标志。说实话，整体来说，它最让我心动的点是那“感知危险”（平和）和“解放导航”（自由），有种购买的冲动。但我还是最喜欢“云马”，酷酷的电动车才能满足我，长时间陪伴我在平凡中任性地穿行。（回复“1”，可见“云马”庐山真面）附：早前智行车对Valour的报道这是第一款用一体成型的碳纤维材质构造的自行车，全车约重7KG。于今年6月众筹成功，目标金额是10万美元，最终筹到82万美元。支持蓝牙4.0，内置GPS、速度传感器、加速度计、陀螺仪等，在手机上安装配套的app，骑行路线、时间、速度和消耗的卡路里等信息都会被记录下来，通过预设行进路线，骑行过程中车把上的LED 灯可以起到导航作用，当有物体或汽车靠近自行车时，车把会通过震动回馈来提醒骑车人注意，如果自行车丢失，也可以通过定位找回。Valour智能自行车并不是简单地集成了谷歌地图服务，它会基于车手的骑行经历，为骑行者提供帮助。例如，如果车手骑车去办公室的路上，连续几天陷进同一个坑里，Valour就会纪录这个坑的位置，然后在车手再次接近该位置时给予提醒。同样，如果其它Valour车手上传了某一路段的封路信息，Valour就会提示不要走同一条路，并找到更好的路线。除了有 GPS 模块之外，Vanhawks Valour 自行车还集成了健康追踪功能。在骑行过程中，自行车可以记录骑行距离、消耗卡路里以及骑行时间等数据，它还有一个专门应用，车手可以在应用内分析数据，设定骑行目标等。↓热门文章：回复数字即可查看【1】全球首款智能电动折叠车震撼发布（云马）【2】Kickstarter上必看的十大智能车，瞧瞧都有什么样！【3】不再吊胃口，百度自行车今天终于出来了【4】十大不正常折叠车设计！让脑洞来得更猛烈些【5】“如果我可以从腰间抽出一部车”【6】福特、宝马这些世界知名车厂也在做E-Bike【7】2014年红点之星“The Copenhagen Wheel”【8】别小看国内学生的设计，创意无限【9】Xbox设计师跨界，打造智能自行车新杰作【10】BL：坚韧且典雅，设计小细节让你惊喜【11】国产平衡车品牌“大限将至 九死一生”【12】COBI | 有了它，百度小米何须再开发【13】这样骑车，也是醉了！！【14】电池大突破 | 续航1000公里、8分钟可充满【15】未来概念摩托车合辑，一定让你血脉喷张！！！【16】最全滑板特辑 | 在这光滑的地上摩擦点击“阅读原文”，了解“云马”新进展智行车(WOWzhixingche)　
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