利用量子物理学制作牢不可破的密码

第二次世界大战期间，纳粹使用一种极为复杂的密码机来传达军事命令，以为没有人会费力破解其强大的加密技术。这种类似于打字机的恩尼格玛密码机堪称工程奇迹，里面装满了齿轮、刻度盘、指示灯、按键和接线板。尽管设计巧妙，但该密码最终还是被计算机破解；因为它依赖于伪随机机械加密，因此可能的模式数量有限。到战争结束时，英国和美国情报机构已开始定期解码和阅读截获的纳粹信息。

现在，麻省理工学院的研究员塞思·劳埃德 (Seth Lloyd) 证明，通过利用量子物理学的怪癖，可以构建一台真正牢不可破的加密机。

劳埃德告诉《大众科学》杂志：“量子力学的有趣之处在于，当你测量某样东西时，你会把它弄乱。”劳埃德的理论量子密码机的工作原理如下：当窃听者试图进行有助于其破解密码的测量时，进行测量的行为会破坏他或她试图测量的内容。很棘手，对吧？

量子物理学的一个奇特之处是，每次发射一个光子，就变成了一把安全锁。观察者效应表明，观察到的光子的行为与未观察到的光子不同。如果密码依赖于光子的模式，那么破解密码的钥匙就是不可观察的。这保护了整个信息，使第三方无法窃听对话，因为窃听行为本身就会改变密码。这被称为量子数据锁定，它是劳埃德理论量子密码机的核心。

消息的预期接收者能够解码传输的信息，因为他或她已经掌握了该消息的量子态。

有一个弱点：如果拦截消息的第三方已经收到消息的解码部分片段（因此知道如何测量传入消息），则可以破解保护消息其余部分的密钥，然后可以解密整个消息。（当然，这需要通过其他方式获取部分消息。）

该论文的标题是“量子谜机”。