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劉露《神奇的量子通信》初中說(shuō)明文閱讀及答案

編輯: 路逍遙 關(guān)鍵詞: 說(shuō)明文閱讀 來(lái)源: 逍遙右腦記憶

時(shí)至今日,究竟有沒(méi)有一種絕對(duì)不可破譯的保密方式,能讓傳送的信息絕對(duì)安全可靠?量子通信,就是迄今為止唯一被嚴(yán)格證明是無(wú)條件安全的通信方式。

量子通信是利用量子力學(xué)基本原理進(jìn)行信息傳遞的一種新型通信方式。理論上,量子通信可實(shí)現(xiàn)無(wú)條件安全的鏈路數(shù)據(jù)傳輸,被認(rèn)為是保障未來(lái)通信安全最重要的技術(shù)手段。

量子是微觀物理世界中的基本單位,一個(gè)最最小的單元。量子理論主要包括量子測(cè)不準(zhǔn)原理和量子糾纏。

早在1927,德國(guó)科學(xué)家海森堡就提出了量子測(cè)不準(zhǔn)原理。在現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)知中,幾乎任何已知事物都是可測(cè)的,但量子是個(gè)例外。以制造硬幣為例,制造硬幣的基本前提是測(cè)定模板,再行復(fù)制。但在量子世界,這枚“硬幣”是不確定的,你根本沒(méi)法測(cè)量它,量子一旦被測(cè)量,還來(lái)不及被復(fù)制,它就不是原來(lái)那個(gè)量子了。

如果將這一原理應(yīng)用在通信技術(shù)上,就是天然的保密通信手段。

在通信中,對(duì)方的話通過(guò)座機(jī)、手機(jī)等有線、無(wú)線終端,遠(yuǎn)距離傳送到你的耳朵里。如果他人要竊聽(tīng)你們的對(duì)話,必須完成這個(gè)對(duì)話的復(fù)制過(guò)程。如果這段通話被加密,那么必須先復(fù)制到密碼,再解密為正常通話。

可以說(shuō),一旦通信中的信息和密碼用量子來(lái)承載,就是不可復(fù)制的。

我們把想要保密傳輸?shù)男畔⒓虞d到一個(gè)個(gè)不可能被準(zhǔn)確觀測(cè)和復(fù)制的量子上,只要有人在途中打算竊聽(tīng)信息,一“碰”,它的狀態(tài)就改變了,竊聽(tīng)者拿到的只會(huì)是一堆毫無(wú)用處的信息。

量子通信另一個(gè)核心內(nèi)容是隱形傳輸,是利用光子等基本粒子的量子糾纏原理來(lái)實(shí)現(xiàn)保密通信的。在量子力學(xué)里,兩個(gè)粒子在經(jīng)過(guò)短暫時(shí)間彼此耦(ou)合之后,單獨(dú)攪擾其中任意一個(gè)粒子,會(huì)不可避免地影響到另外一個(gè)粒子的性質(zhì),盡管兩個(gè)粒子之間可能相隔很長(zhǎng)一段距離,這種關(guān)聯(lián)現(xiàn)象被稱為量子糾纏。

在量子通信系統(tǒng)中,信息的發(fā)送方和接收方共享兩個(gè)存在糾纏關(guān)聯(lián)的光子。當(dāng)發(fā)送方將信息賦予一個(gè)光子時(shí),接收方的糾纏光子就會(huì)幾乎同時(shí)發(fā)生一致的變化,瞬間完成信息的傳輸,從根本上杜絕了被竊聽(tīng)、被截獲的可能。

量子通信在軍事、國(guó)防、金融等信息安全領(lǐng)域有著重大的潛在應(yīng)用價(jià)值和發(fā)展前景,還可用于涉及秘密數(shù)據(jù)、票據(jù)的電信、證券、保險(xiǎn)、銀行、工商等領(lǐng)域和部門(mén)。

自1993美國(guó)科學(xué)家貝內(nèi)特明確提出量子通信的概念以來(lái),各主要發(fā)達(dá)國(guó)家都將量子通信研發(fā)和應(yīng)用列為優(yōu)先級(jí)戰(zhàn)略。我國(guó)在這方面也已經(jīng)處于國(guó)際領(lǐng)先水平,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了超過(guò)200千米的安全信息傳輸,實(shí)用化安全傳輸距離已達(dá)到幾十千米。

“神”氣十足的量子通信聽(tīng)起來(lái)讓人不可思議,事實(shí)上,它已經(jīng)漸漸走進(jìn)我們的生活。在不久的將來(lái),作為保障未來(lái)信息社會(huì)通信安全的關(guān)鍵技術(shù),量子通信將有望走向大規(guī)模應(yīng)用,為信息化社會(huì)的發(fā)展提供基礎(chǔ)的安全服務(wù)和可靠的安全保障。

(選自《百科知識(shí)》)

1.文章認(rèn)為量子通信“是無(wú)條件安全的通信方式”的依據(jù)是什么?

2.請(qǐng)指出下列句中加點(diǎn)詞語(yǔ)所指代的內(nèi)容。

①如果將這一原理應(yīng)用在通信技術(shù)上,就是天然的保密通信.手段。

②我國(guó)在這方面也已經(jīng)處于國(guó)際領(lǐng)先水平,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了超過(guò)200千米的安全信息傳輸。

3.為什么說(shuō)“一旦通信中的信息和密碼用量子來(lái)承載,就是不可復(fù)制的”?請(qǐng)用文中的話回答。

4.請(qǐng)用簡(jiǎn)略的語(yǔ)言概括最后三段的主要內(nèi)容。

參考答案:

1.依據(jù)是量子測(cè)不準(zhǔn)原理和量子糾纏原理。

2.④“這一原理”指的是量子測(cè)不準(zhǔn)原理。②“這方面”是指將量子通信研發(fā)和應(yīng)用列為優(yōu)先級(jí)戰(zhàn)略。

3.我們把想要保密傳輸?shù)男畔⒓虞d到一個(gè)個(gè)不可能被準(zhǔn)確觀測(cè)和復(fù)制的量子上,只要有人在途中打算竊聽(tīng)信息,一“碰”,它的狀態(tài)就改變了,竊聽(tīng)者拿到的只會(huì)是一堆毫無(wú)用處的信息。

4.部分國(guó)家對(duì)量子通信技術(shù)的重視和研究,以及量子通信的應(yīng)用價(jià)值和發(fā)展前景。


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