從量子貨幣到量子密鑰
「量子資訊就像夢中的資訊，當你試圖描述你的夢時，也改變了你對它的記憶，因此最終你忘卻了原來的夢，記得的只是你對它的描述。」 ——班奈特 (Charles Bennett) 上一篇提到威斯納 (Stephen Wiesner) 在 1968 年所寫的論文〈共軛編碼〉遭到退稿，就連指導教授也不支持，認為這不是「正經的科學」。說實話，這也不能怪編輯與教授不識貨，畢竟無論就技術可行性（怎麼把光子嵌進貨幣中？）或成本效益面（防偽裝置本身比貨幣價值貴萬倍以上）而言，量子貨幣怎麼看都是個不切實際的空想。 〈共軛編碼〉這篇論文原本就此石沉大海、永不見天日了，所幸威斯納影印了一份給之前的大學室友班奈特，十五年後，原是空中樓閣的量子貨幣，竟化為實際可行的量子密鑰，為量子通訊揭開了序幕……。 到 IBM 上班的生化博士 班奈特的雙親都是音樂老師，不過他自小就立志成為科學家，當別的小孩在外玩耍時，他卻埋首於《科學美國人》雜誌。有次他媽媽走進廚房，納悶爐子上怎麼有一鍋正冒著泡的湯，她用勺子一撈竟是隻烏龜。原來是班奈特試圖用鹼性液體溶解烏龜肉體，以製作完美的骨架標本。 受到華生和克里克發現 DNA 雙螺旋結構的影響，班奈特決定要當個生化學家，於是 1960 年進入布蘭戴斯大學 (Brandeis University) 便選了化學系，大學畢業後再到華生任教的哈佛大學攻讀生化博士，並如願擔任華生的助教。 班奈特所選的研究領域是還相當新的分子動力學，也就是用電腦模擬分子間的交互作用，因此他在研究所還修了數理邏輯和資訊理論的課程，而這也為他日後轉換跑道埋下伏筆。 1972 年，班奈特在做了兩年博士後研究之後，轉而到 IBM 的實驗室上班，專門研究資訊理論。在思索資訊處理與熱力學的關係之餘，他的腦海中總不時浮現威斯納那篇論文，裡面那個讓他讚嘆不已的量子貨幣。 從防偽到加密 班奈特大三時，威斯納才來讀布蘭戴斯大學，兩人差了兩屆，又不同科系，卻同樣對科學充滿熱愛。兩年室友期間，威斯納不時述說量子物理的種種奇妙現象，班奈特獲得新知的同時，也產生了高度興趣。這或許是為什麼幾年之後，威斯納特地將無人認可的論文寄給他，冀望至少有個知音懂得欣賞。 量子貨幣的構想的確令班奈特十分著迷，尤其在他加入IBM 研究資訊理論後，更覺得如此巧妙的設計應該可以用來做什麼。他不時拿出論文重讀，卻始終想不出實際應用。如此琢磨了十年，直到 1979 年，他參加 IEEE（電機電子工程師學會）舉辦的計算機科學研討會，遇見蒙特婁大學的布瑞瑟德 (Gilles Brassard) 教授，終於出現轉機。 布瑞瑟德專門研究密碼學，他聽見班奈特轉述量子貨幣的構想後也是眼睛一亮。光子不同的偏振方向可以用來代表 0…