这如何改善非量子通信安全性？如果我们把光子想象成一个向上旋转的球体 ， 我们可以大致了解光子如何经典地编码二进制数字1 。 如果我们想象它向下旋转 ， 我们理解0 。
当爱丽丝发送以碎片编码的经典光子时 ， 窃听者夏娃可以在爱丽丝或鲍勃没有意识到的情况下窃取、复制和替换它们 。 即使夏娃无法解密她偷走的数据 ， 她也可能在不久的将来把它扔掉 ， 届时计算技术的进步可能会让她突破 。
量子通信增加了一层更强大的安全性 。 如果我们把光子想象成一个同时向上和向下旋转的球体 ， 同时编码1和0 ， 我们就会知道量子位如何保持其量子状态的维度 。
当夏娃试图窃取、复制和替换量子比特时 ， 她捕获信息的能力将受到损害 ， 她的篡改将明显丧失叠加 。 爱丽丝和鲍勃会知道该频道不安全 ， 在他们能够证明夏娃没有拦截它之前 ， 他们不会使用安全密钥 。 只有这样 ， 他们才会使用量子比特密钥启用的算法发送预期的加密数据 。
然而 ， 虽然量子物理学定律可能会阻止夏娃复制截获的量子比特 ， 但她可能能够扰乱量子通道 。 爱丽丝和鲍勃需要继续生成密钥并来回发送 ， 直到她停止干扰 。 当光子在空间中传播时坍塌叠加的意外扰动也助长了干扰模式 。
量子位的信息空间仅限于两个级别 ， 对这些错误的容忍度很低 。
为了解决这些问题 ， 量子通信需要额外的维度 。 如果我们想象一个光子同时旋转（地球绕太阳旋转的方式）和旋转（地球在自己的轴上旋转的方式） ， 我们就会感受到Feng Lab qudits的工作原理 。
如果夏娃试图窃取、复制和替换qudit ， 她将无法提取任何信息 ， 她的篡改将很明显 。 发送的消息将对错误有更大的容忍性——不仅对夏娃的干扰 ， 而且对消息在空间传播时引入的意外缺陷也是如此 。 爱丽丝和鲍勃将能够高效、安全地交换信息 。
人们非常担心 ， 数学加密 ， 无论多么复杂 ， 都会变得越来越无效 ， 因为我们在计算技术方面进展如此之快 。 量子通信依赖物理障碍而不是数学障碍 ， 使其免受这些未来的威胁 。 我们比以往任何时候都更重要的是继续开发和完善量子通信技术 。
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