24、量子密码学与量子网络技术解析

量子密码学与量子网络技术解析

1. 量子密码学概述

量子密码学涵盖了随机数生成器、哈希、数字签名和密钥分发等方面。近二十年来，已经出现了基于量子的随机数生成器和密钥分发方案，许多公司提供了多种成熟的相关模型。这些量子密码设备的尺寸范围广泛，从足球场大小的大型设备到小型计算机接口卡和芯片都有；价格也从几百美元到数万美元不等。并且，这类量子密码设备在不断改进，其复杂性和价格逐渐降低，使用寿命和有效距离得到改善，与现有系统的接口能力也日益增强。不过，目前对于基于量子的非对称密码、数字签名或对称密码的需求并不大，而且在未来很多年可能也不会有太大需求。大量的抗量子密码可能会降低对所有基于量子的密码学的需求，至少在有足够多廉价的量子设备具有竞争力之前是这样。

例如，MagiQ Technologies 制造了一种名为 QPN 的量子密钥分发（QKD）设备，它使用 BB84 方法工作。

2. 量子网络基础

2.1 量子网络定义与特点

量子网络是利用量子设备、特性、算法和协议在网络中传输（量子）信息的网络。与其他量子技术一样，量子网络利用了各种量子特性，其中讨论最多的是叠加、纠缠和不可克隆定理。量子网络可以将物理上分散的更多量子设备连接成一个更强大的集合，促进信息和内容的传输，包括量子隐形传态。如果操作正确，量子网络有望提供比当今非量子方法更安全、更能抵御未经授权窃听的网络。

2.2 量子网络组件

量子网络和其他网络一样，由传输介质、协议和网络设备组成。量子网络可以由经典和量子组件组成，也可以完全基于量子。
- 传输介质 ：包括物理电缆和自由空间介质。