◎当光子传导时会产生振荡,这种振荡是 在某些方向的上下、左右,多数则是按 某个角度。 o正常的太阳光是非偏振的,在每个方向 都有光子振荡,当大量的光子在同一方 向振荡时,它们是偏振的,偏振器只允 许某个方向偏振的光子通过,而其余的 光子则不能通过 ⊙如,水平偏振器只允许在水平方向偏振。 的光子通过。而旋转偏振器9度,则只 允许垂直方向的偏振光子通过
当光子传导时会产生振荡，这种振荡是 在某些方向的上下、左右，多数则是按 某个角度。 正常的太阳光是非偏振的，在每个方向 都有光子振荡，当大量的光子在同一方 向振荡时，它们是偏振的，偏振器只允 许某个方向偏振的光子通过，而其余的 光子则不能通过。 如，水平偏振器只允许在水平方向偏振 的光子通过。而旋转偏振器90度，则只 允许垂直方向的偏振光子通过
⊙利用量子力学特性设计的产生秘密密钥的交互系统 o(1)A把一束光子脉冲发送给B,其中每个脉冲都 是随机地在水平(-)、垂直()、左对角线和右对角 线(这四个方向中的一个方向上偏振。 o如A给B发送的是:|/-1-1- o(2)B有一个偏振检测器,能将检测器设置成测量 水平的和垂直的偏振,或设置成测量对角线偏振 但由于量子力学的特性使得不能同时做这两种测量, 所以只能随机设置检测器。当B正确地设置了检测器, 就能记录下正确的内容。而若不正确地设置,则将 得到一个随机结果。例如B的设置情况是(x表示对 角线,+表示水平和垂直): o x++xXX+X++ ◎根据这个设置B即可获得一个测量结果
利用量子力学特性设计的产生秘密密钥的交互系统 （ 1 ） A把一束光子脉冲发送给 B，其中每个脉冲都 是随机地在水平(---)、垂直(|)、左对角线(\)和右对角 线(/)这四个方向中的一个方向上偏振。 如 A 给 B发送的是：||/------\---|---/ （ 2 ） B有一个偏振检测器，能将检测器设置成测量 水平的和垂直的偏振，或设置成测量对角线偏振， 但由于量子力学的特性使得不能同时做这两种测量， 所以只能随机设置检测器。当 B正确地设置了检测器， 就能记录下正确的内容。而若不正确地设置，则将 得到一个随机结果。例如 B的设置情况是（ 表示对 角线， +表示水平和垂直）： ++ + ++ 根据这个设置 B即可获得一个测量结果
o(3)B在一个公开信道上告诉A,他所使 用的设置情况。 o(4)A告诉B哪些设置是正确的,在我们 这个例子中,2、6、7和9是正确的设置。 o(5)A和B仅保存正确的设置,并用预先 设置的代码将这些设置转换为比特。如规 定水平和左对角线是1,垂直和右对角线是 0,则本例中A、B双方都有0011。 oA和B产生了4个比特。类似可产生n个比特, 作为双方使用的单钥密码体制的加密密钥
（3）B在一个公开信道上告诉A，他所使 用的设置情况。 （4）A告诉B哪些设置是正确的，在我们 这个例子中，2、6、7和9是正确的设置。 （5）A和B仅保存正确的设置，并用预先 设置的代码将这些设置转换为比特。如规 定水平和左对角线是1，垂直和右对角线是 0，则本例中A、B双方都有0011。 A和B产生了4个比特。类似可产生n个比特， 作为双方使用的单钥密码体制的加密密钥
o在使用这个系统时,其他人是不能窃听的。 o在光子传输时一旦C要探测光子,B就会注意到 o因此作为窃听者要不让B知道,就只能捕捉和测 量光子,再给B发送相同的光子。 ◎但C同样只能随机设置偏振检测器,这样他的猜 测中有一半是错误的,如果他将有错误的光脉冲 发给B,那么A和B将有不同的比特串。 o为了及时检测出这种情况,在协议中增加玉面 条: (6)A和B在公共信道上比较比特串中的几个比 特,若有差别,就可知道正在被窃听,若无差别, 则可放弃用于比较的比特而用剩下的比特
在使用这个系统时，其他人是不能窃听的。 在光子传输时一旦 C要探测光子， B就会注意到 因此作为窃听者要不让 B知道，就只能捕捉和测 量光子，再给 B发送相同的光子。 但 C同样只能随机设置偏振检测器，这样他的猜 测中有一半是错误的，如果他将有错误的光脉冲 发给 B，那么 A 和 B将有不同的比特串。 为了及时检测出这种情况，在协议中增加下面一 条： （ 6 ） A 和 B在公共信道上比较比特串中的几个比 特，若有差别，就可知道正在被窃听，若无差别， 则可放弃用于比较的比特而用剩下的比特
◎上述密钥分配的缺陷:光的偏振特性在长距离的 光纤传输中会逐渐退化,造成的误码率增加。现 在解决的办法是基于量子纠缠和EPR效应的。 ◎主流的实验方案是用光子的相位特性进行编码。 研究上进展最快的是英国、瑞士和美国。 ◎2005年,中科院郭光灿院士领导的课题小组,实 现了150公里的室内量子密钥分配,利用网通公 司的实际通信光缆,实现了从北京经河北香河到 天津的量子密钥分配,实际光缆长度为125公里 系统的长期误差率低于6%,这是国际上公开的 最长距离的实用光纤量子密码系统
上述密钥分配的缺陷：光的偏振特性在长距离的 光纤传输中会逐渐退化，造成的误码率增加。现 在解决的办法是基于量子纠缠和EPR效应的。 主流的实验方案是用光子的相位特性进行编码。 研究上进展最快的是英国、瑞士和美国。 2005年，中科院郭光灿院士领导的课题小组，实 现了150公里的室内量子密钥分配，利用网通公 司的实际通信光缆，实现了从北京经河北香河到 天津的量子密钥分配，实际光缆长度为125公里， 系统的长期误差率低于6%，这是国际上公开的 最长距离的实用光纤量子密码系统