前沿物理学

量子密码学

量子密钥分发利用测量扰动检测窃听，BB84展示了这一原理。

量子密钥分发利用测量扰动检测窃听，BB84展示了这一原理。

模型与解释

BB84中，Alice随机选择Z或X基编码每个比特，Bob也随机选择基测量。双方公开比对基而非比特值，保留基一致的事件，再估计错误率以检测窃听。

快速检测

BB84使用两种不相容测量基，例如直线基与对角基。Alice随机发送量子比特态，Bob随机选择测量基。双方随后公开基而非比特值，并比较部分样本估计误码率。不可克隆性以及错误基测量造成的扰动会使窃听增加错误；密钥必须经过隐私放大和认证检查后才使用。

安全并不意味着无需假设：用户必须认证经典信道、估计误码率，并在超过安全阈值时丢弃密钥。安全性证明会考虑噪声与信息泄漏，并界定攻击者猜中密钥的概率。量子密码学负责分发密钥，而非直接加密数据；部署时仍需结合常规对称加密。

量子密钥分发需要经典步骤筛选测量基并比较测试样本。误码率可限制窃听者的信息，但也须建模设备自身错误。因此，实际协议需要认证、泄漏界限，以及与所选设备假设相匹配的安全证明。 必须认证经典信道，以防主动窃听或消息替换。