如此硬核科学，还能这样读？

Posted 2021-06-05 云水木石

每年的五一国庆等节假日，我一般选择在家呆着，这个五一也不例外。在家闲坐，发发呆，跑跑步，读读书，在朋友圈云旅游，感觉也不错。

这两天读了一本书，书名很奇怪，《猫、爱因斯坦和密码学：我也能看懂的量子通信》。

这只猫，鼎鼎大名，“薛定谔的猫”，也许你只闻其名，并不理解这只猫。没有关系，这只是一只假想出来的猫。

爱因斯坦，如雷贯耳，虽然他的相对论，地球上也没有多少人懂，但不影响他的知名度。

密码学，这个是我最近研究的课题，虽然理论很神秘，但生活中已经无处不在，只要你在上网、购物、支付，就在应用密码学。

量子通信，听起来就很高大上，作为一名大学生，量子物理这个词应该听说过，但和相对论一样，懂的没几个。

如此奇怪的一些名词，串在一起，会是怎样的一本书？

一本非常有趣的书。没有深奥的数学公式，没有艰深的物理学知识，只要你懂一点物理学常识，准确的说，你只要懂得光的波动和粒子的基本概念，就能读懂这本书。

作者从100多年前的那场世纪争论谈起，从波粒二象性（不知道波粒二象性？好好反思一下，大学物理是不是翘课了？）开始，一步步深入到量子力学。凭借作者渊博的知识，诙谐的语言，配上神一样的插图，一切如德芙那么的丝顺爽滑。对于各位大神的轶事趣闻，也是信手拈来。

这本书的神奇之处就在于，明明从双缝干涉实验开始谈起，聊着聊着就和薛定谔的猫扯到一起了，然后这只”猫“又开始跑偏，把爱因斯坦也拉了进来。爱因斯坦也晕菜了？量子力学把这位科学巨匠整得开始怀疑人生。没错，”上帝掷骰子吗？“这个疑问困扰了爱因斯坦一生。

爱因斯坦的噩梦还不仅于此。量子理论研究的是微观世界，而爱因斯坦的相对论则是宏观大宇宙，本来两者井水不犯河水。然而量子理论产生一个结果，就是超距理论，超光速的存在，直接动摇了相对论的根基（在这个宇宙中，没有任何物质、能量或信息能超过真空光速，这是早已被证实无数次的宇宙基本原则，也是相对论的大前提）。

一切都乱套了！咦，怎么又跑到密码学这个领域？

密码学的这部分讲的深入浅出，从古罗马大帝凯撒开始铺垫，到二战的谍战，再到现代密码学，虽然这部分知识已经读过多种版本，但这本书讲得最透彻，也最生动。

在大部分的密码学书本上，都讲到过，绝对安全的密码算法不存在，只要有足够的算力和时间，现代密码学中的算法都是可以破解的。

但量子理论宣告，绝对安全的加密通信，是存在的，而且是可以实现的。更为恐怖的是，现代密码学在量子计算机面前，如同裸奔。因为使用量子计算机，1000位的因数分解连1秒都不用。对于曾经需要巨大算力才能破解的 RSA 加密，这是一个灾难性的未来。

唯一能防住量子计算机的，只有最强之盾：量子加密通信。量子加密通信与算力无关。它是“无条件安全”的，对量子计算机的恐怖算力先天免疫。

写到这儿，这本书也就结束了。可能会有人疑惑，这和我们有啥关系？请看看下面的新闻：

2016年8月16日，“墨子号”，一枚中国制造的量子通信终端卫星，在全世界的眼皮底下冲出实验室，飞向太空。

京沪量子通信干线建成，工商银行在北京用上了量子通信做同城加密传输；阿里云的数据中心在用量子通信组网；

在基础设施方面暂时落后的欧盟，在2018年投入10亿欧元实施“量子旗舰”计划，要在全欧洲开通量子通信网络。

IBM、谷歌、英特尔、霍尼韦尔等美国巨头，正在争夺“量子霸权”。2019年9月，谷歌研发的量子计算机Sycamore已超过50量子比特，用200秒的量子计算，完成了当今地球最强超级计算机1万年的运算结果。

真实的未来，总是比我们所以为的精彩。

119年前的加拿大纽芬兰岛圣约翰斯港，人类历史上第一个横跨大西洋的无线电信号，只是三声微弱的“嘀、嘀、嘀”声，微弱到几乎无法听清。

那一天，似乎什么都没有改变。

直到2年后，英国《泰晤士报》正式使用无线电向美国发送每日新闻；

直到8年后，35岁的马可尼凭借无线通信领域的发明获得诺贝尔物理学奖；

直到11年后，绝境中的泰坦尼克号靠着无线电呼救，710名乘客和船员获救；

直到21年后，世界上第一个无线广播电台开始播音；

未来，已来。