量子貨幣

跳到導航跳到搜量子貨幣(Quantum Money)是以量子力學為原理設計的貨幣，該原理使貨幣不能被偽造，這概念對量子密鑰分發的發展造成了一定的影響。

量子貨幣(Quantum Money)這概念是由哥倫比亞大學一位研究生Stephen Wiesner在大約1970年提出的，但被多本科學期刊拒絕刊登，直至1983年。 ^[2] 

雖然量子貨幣名為貨幣，但在使用方式上它更像是一種支票，因為每次交易均需銀行方面核實。每張量子貨幣上除了印上一個獨特的編號外，亦擁有一個孤立的有兩個量子態的量子系統。例如擁有四個偏震面(相對垂軸0°, 45°, 90°, 135°)其中一個的光子。這四種光子都是其中一個量子系統中的其中一個量子態：(0°, 90°)基底或(45°, 135°)基底。 ^[1] 

銀行將持有所有偏震面和對應貨幣編號的紀錄，在貨幣上，則只印有編號，偏震面則被隱藏。由於銀行擁有偏震面的紀錄，它能在任何時候在不干涉量子態的情況下測量它量子態，但對不清楚基底的偽幣製造者來説，即使他知道銀行使用哪兩種基底，只要他使用了錯誤的(即另一組)基底來測量光子，便會對光子造成干涉，令造出來的假幣擁有他使用的(但可能錯誤的)基底。

對於每一個光子，偽造者有3/4的機會成功複製它。如果貨幣上光子的數量是 N ，一張偽幣只有

的機會通過銀行的檢驗。如果 N 是很大的，這個機會率將以指數下降。事實上，不可克隆原理證明了一個量子將態不能被複制，亦證明了這個系統的安全性。

黑客對量子密鑰束手無策。雖然黑客能偷聽，但很容易被發現。因為量子密鑰交流的雙方以隨機協議為基礎，且協議只有交流雙方擁有，傳遞信息時，內容完全無序化。若獲取，必須通過密鑰反變換，才能恢復成有序數據。而這個密鑰限於交流雙方，其他人無法得到。

因為安全性得到了保證，量子密碼被認為是改變人類未來的新技術，近年來世界各國都投入了大量研究經費發展量子信息科學，取得了許多重要成果。 ^[3] 

量子密碼保密通信技術已到了實際應用的階段，其基本原理基本上都得到了解決。凡需要保密的，量子密鑰就能提供保密手段。從網上聊天到公文保密，抑或銀行匯款，都可以使用量子密鑰，應用範圍極其廣泛，因而“錢”途無量。

實現量子貨幣所需的技術尚未存在，遑論足以大規模於市面使用，所以其侷限性只是理論上的討論。

除了實體貨幣外，數位量子貨幣也是一種可行的方向，但是，與其他普遍的數位貨幣(如比特幣等)不同，根據不可克隆原理，量子貨幣不能被備份。一個折衷辦法是使用quantum error-correcting codes，並將貨幣分成部分儲存在不同的地方，當其中某部分被損壞時，該錯誤能被複原。

即使一張貨幣未能通過銀行的檢驗，亦不代表它一定是偽幣：它可能是真幣，但它的光子偏震面受外界環境影響改變了，或曾被以錯誤的基底測量過(可能是企圖製造偽幣的人，或壞掉的驗鈔機)。 ^[4] 

BB84量子密鑰方案在理論和實驗上都被證明是絕對安全的技術，但這種方案在從實驗室裝置應用到光纖網絡的過程中，遇到了一個極大的難題——不穩定。各種因素都可能破壞它的穩定性，使傳輸碼常常變成亂碼。為了解決穩定性問題，曾有科學家建立了一套方案：讓一個光子朝一個方向發送，兩端建立密鑰。瑞士科學家用這種方法在日內瓦湖底商用光纖上建立了世界上第一個真實的密鑰。但後來人們發現，這種方法雖然穩定，但不安全。如果用一個光子跟蹤信號光子，再把這個光子收回來，即可竊取所有信息，而且這個光子很難被發現。