每次您在线购买商品时，您都将信任寄托在数学上——一种简单数学，正向运算容易，反向运算困难。这正是保护您的信用卡信息免受潜在窃贼侵害的方式。但该系统可能被破解。
例如，一种流行的加密方案只能通过将一个巨大的随机数（一个解锁编码信息的“密钥”）分解成两个素数来逆转。这项任务今天极其困难，但并非不可能。凭借足够的计算能力，一个窥探的政府就可能破解该密钥。或者，一些聪明的数学家可能会找到一种简便的方法来分解大数，并从理论上讲，在明天就完成破解。
为了寻求更强大的代码破解安全性，新一代的代码制造者正将目光从数学转向物理学。这些密码学家，也就是原子和其他粒子的专家，希望利用量子力学的定律来发送可被证明无法破解的消息。他们是被称为量子密码学的新领域的构建者，该领域在过去几十年中才逐渐成熟。
量子密码学将其力量源于微观尺度上现实的奇异性。构成我们宇宙的粒子本质上是不确定的生物，能够同时存在于多个地方或多个状态。它们只有在与其他物体碰撞或我们测量它们的性质时，才会选择如何表现。
量子密码学将其力量源于微观尺度上现实的奇异性。
迄今为止，这种奇异行为最受欢迎的密码学应用是量子密钥分发，也称为 QKD。量子密钥将解密消息所需的信息编码并发送，编码过程利用了粒子（通常是光粒子）模糊的性质。试图窃听密钥的窃听者必须测量这些粒子才能做到。这些测量会改变粒子的行为，产生可被检测到的错误，从而提醒用户密钥已被泄露，不应使用它来编码信息。
QKD 有许多变种，其中一些采用一种不同寻常的长距离量子连接——纠缠——来保护信息。纠缠使得两个粒子即使相距遥远，也能像一个单一的实体一样运作。干扰其中一个粒子，另一个粒子会立即做出反应，即使远在宇宙的另一端，也能揭示黑客的存在。
QKD 系统正在成为现实。第一次量子交易发生在 2004 年，当时维也纳的研究人员利用纠缠光子将其 3000 欧元的存款转入了他们的银行账户。2013 年，商业 QKD 系统进入美国，当时研发非营利组织 Battelle 安装了一个受加密光子保护的光纤网络。该系统由 ID Quantique 开发，并于 2007 年已将其技术用于保护日内瓦的一次选举结果。
“在它成为标准的商业方案之前，还有一段路要走，但我们正在比我预期的更快地实现这一目标，”牛津大学教授、新加坡国立大学量子技术中心主任、量子密码学家 Artur Ekert 说。
干扰其中一个粒子，另一个粒子会立即做出反应，即使远在宇宙的另一端，也能揭示黑客的存在。
与其他的 QKD 方案相比，纠缠可以提供额外的安全性。虽然后者要求使用的设备是可信的，但纠缠为设备无关密码学打开了大门，即使在不受信任的设备上也能保持安全。
基于纠缠的系统的量子性，保证了其隐私性，可以使用一组描述粒子行为相似性的统计数据来验证，这些统计数据被称为贝尔不等式。
虽然 QKD 已经与量子密码学几乎同义，但它只是该领域中处于不同开发阶段的众多想法之一。在 20 世纪 60 年代，哥伦比亚大学的一位教授提出了量子货币的概念，这种货币将无法伪造；每张钞票都包含被捕获的粒子，其性质可以由银行进行验证。如今，量子随机数生成器可以基于真正的随机量子涨落而不是计算机算法（这些算法永远无法做到真正随机）来生成数字。
其他人正在致力于安全地将任务从普通计算机发送到未来的量子计算机——这些设备有望在某些工作上比今天的计算机更出色——其中，具有讽刺意味的是，包括分解保护您当前信用卡交易的那些非常大的数字。
代码制造者和代码破解者的未来是纠缠在一起的，而且双方可能都将是量子的。
