量子通信技術(shù)逼近，一切高科技都將為此讓道

 在程序員和工程師眼里只有技術(shù)才是信息化社會(huì)高速發(fā)展的核心概念，比如云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等都還只是技術(shù)的產(chǎn)物。例如算法才能讓大數(shù)據(jù)被層層撥開(kāi)去分析，變得有實(shí)用價(jià)值，再例如光纖通信，這是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高速傳輸、交換、存儲(chǔ)的根本基礎(chǔ)，是讓智慧城市靈動(dòng)起來(lái)的關(guān)鍵技術(shù)。

去年底今年初，一直不溫不火的“量子通信”，突然就大紅大紫了。就看近幾天，先是中國(guó)科技大學(xué)潘建偉教授團(tuán)隊(duì)的“量子通信安全傳輸創(chuàng)世界紀(jì)錄”，入選2014年中國(guó)十大科技進(jìn)展;然后是量子通信首次應(yīng)用于銀行業(yè)，中國(guó)工商銀行成功應(yīng)用量子通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了北京分行電子檔案信息在同城間的加密傳輸。

那么問(wèn)題來(lái)了：量子通信到底是什么?量子通信是不是真的如傳說(shuō)那樣絕不可能被竊聽(tīng)?中國(guó)在量子通信研究領(lǐng)域有什么地位?量子通信有多大實(shí)用價(jià)值?且讓C114小編為您一一道來(lái)。

什么是量子通信?

我們就不要引用百度百科了，太不夠逼格，還是直接引用專家的原話。用國(guó)際頂級(jí)量子專家王肇中教授的話說(shuō)，量子通信就是單模光纖兩端加上能代替常用光模塊功能的、光量子態(tài)的發(fā)送和接收設(shè)備，實(shí)現(xiàn)基于物理加密的保密通信。清華大學(xué)物理系教授王向斌也表示，量子通信簡(jiǎn)單的說(shuō)就是基于光的單量子態(tài)實(shí)現(xiàn)的通信手段，以完成經(jīng)典通信手段無(wú)法完成的通信任務(wù)，例如保密性任務(wù)等。

北京郵電大學(xué)智能網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)驗(yàn)室主任李劍說(shuō)，量子通信是指利用量子力學(xué)基本原理或基于物質(zhì)量子特性的通信技術(shù)。它是結(jié)合量子技術(shù)與現(xiàn)代通信技術(shù)的一種新興通信技術(shù)，在理論上可實(shí)現(xiàn)無(wú)條件安全的鏈路數(shù)據(jù)傳輸，被認(rèn)為是保障未來(lái)通信安全最重要的技術(shù)手段。

所以，量子通信與現(xiàn)代基于光纖的通信技術(shù)存在緊密聯(lián)系，其最大特征在于采用量子技術(shù)實(shí)現(xiàn)了通信的保密。當(dāng)然，量子通信被形容為“絕對(duì)保密”、“無(wú)條件安全”，讓很多人條件反射的認(rèn)為又是一門(mén)偽科學(xué)。根據(jù)分析，由于量子不可克隆、不可分割，以及“一次一加密”的通信方式，理論上在當(dāng)前技術(shù)水平下，確實(shí)不可能被竊聽(tīng);但量子通信本身，仍然處在研究階段，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到大規(guī)模商用化的水平，實(shí)用的量子通信網(wǎng)絡(luò)其保密的絕對(duì)性還有待商榷。

事實(shí)上，本次潘建偉教授及其團(tuán)隊(duì)入選2014年中國(guó)十大科技進(jìn)展，其主要貢獻(xiàn)在于“通過(guò)發(fā)展高速獨(dú)立激光干涉技術(shù)，結(jié)合高效率、低噪聲超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器，將可以抵御黑客攻擊的遠(yuǎn)程量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的安全距離擴(kuò)展至200公里，并將成碼率提高了3個(gè)數(shù)量級(jí)，創(chuàng)下新的世界紀(jì)錄”。

中國(guó)是不是坐談之客?

三國(guó)時(shí)代，劉表單騎平定荊州，號(hào)稱八駿，善善惡惡，名垂當(dāng)世，但被曹操譏諷為“坐談之客”，率大軍平定北方時(shí)，絲毫不擔(dān)心劉表從背后插刀子。對(duì)量子通信來(lái)說(shuō)，中國(guó)專家現(xiàn)在指點(diǎn)江山，自信滿滿，到底中國(guó)當(dāng)前量子技術(shù)發(fā)展有沒(méi)有真材實(shí)料，是不是坐談之客?

量子通信只有30年的發(fā)展歷史，對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō)并沒(méi)有很重的歷史包袱，因此在量子通信方面的研究，中國(guó)與國(guó)外諸強(qiáng)基本上從開(kāi)始就站在同一起跑線上。華人頂級(jí)量子通信專家，也為中國(guó)量子通信發(fā)展做出了很大貢獻(xiàn)。在國(guó)內(nèi)，不得不提的是潘建偉教授及其團(tuán)隊(duì)。潘建偉建設(shè)早在上世紀(jì)90年代在國(guó)外留學(xué)時(shí)就已經(jīng)開(kāi)始量子通信研究，2008年在中國(guó)科技大學(xué)建成光量子電話網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了“一次一密”加密方式的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)通話;2010年7月啟動(dòng)合肥城域量子通信試驗(yàn)示范網(wǎng)建設(shè)，在2012年初建成世界上規(guī)模最大的46節(jié)點(diǎn)量子通信試驗(yàn)網(wǎng)。據(jù)新華社報(bào)導(dǎo)，合肥量子通信政務(wù)網(wǎng)建成3年以來(lái)運(yùn)行良好，通信正確率達(dá)到99.6%，超過(guò)了目前移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的水平。

潘建偉教授指出，量子通信技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用將分三步走：一是通過(guò)光纖實(shí)現(xiàn)城域量子通信網(wǎng)絡(luò);二是通過(guò)量子中繼器實(shí)現(xiàn)城際量子通信網(wǎng)絡(luò);三是通過(guò)衛(wèi)星中轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)可覆蓋全球的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)。

2012年，新華社和中國(guó)科大合作建設(shè)的金融信息量子通信驗(yàn)證網(wǎng)在北京開(kāi)通，在世界上首次實(shí)現(xiàn)利用量子通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)金融信息的安全傳輸，這是今年中國(guó)工商銀行能夠商用城域級(jí)量子通信網(wǎng)的基礎(chǔ)。2014年3月，山東濟(jì)南建設(shè)的“濟(jì)南量子通信試驗(yàn)網(wǎng)”也正式投入使用。2014年，世界第一條量子信息保密干線——“京滬干線”量子通信工程開(kāi)工建設(shè)，預(yù)計(jì)將于2016年交付。

據(jù)媒體報(bào)道，中國(guó)廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃也已經(jīng)開(kāi)始，中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)專項(xiàng)“量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”，計(jì)劃在2016年左右發(fā)射，首顆衛(wèi)星發(fā)射后還將發(fā)射更多衛(wèi)星，到2020年實(shí)現(xiàn)亞洲與歐洲的洲際量子密鑰分發(fā), 屆時(shí)聯(lián)接亞洲與歐洲的洲際量子通信網(wǎng)也將建成。到2030年左右，中國(guó)將建成全球化的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)。

量子通信的實(shí)用價(jià)值

技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化總是相輔相成的。沒(méi)有產(chǎn)業(yè)化做基礎(chǔ)，技術(shù)的研究將是無(wú)源之水無(wú)本之木。例如谷歌這樣的大公司，每年都有很多吸引眼球的項(xiàng)目，谷歌眼鏡、谷歌熱氣球無(wú)線網(wǎng)、谷歌模塊化手機(jī)等等，都是從眾多項(xiàng)目中脫穎而出，獲得谷歌強(qiáng)大的資金支持，從而具備了產(chǎn)業(yè)化的前景。

對(duì)量子技術(shù)來(lái)說(shuō)，目前已經(jīng)從科研階段進(jìn)入試點(diǎn)階段，未來(lái)10年將向規(guī)模商用階段邁進(jìn)，——這是從技術(shù)角度的判斷。對(duì)市場(chǎng)角度來(lái)說(shuō)，互聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)上是一個(gè)不安全的網(wǎng)絡(luò)，而量子通信在理論上的絕對(duì)保密特征，已經(jīng)得到物理定理的證明，很顯然在軍事、國(guó)防、金融等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。在大眾商業(yè)市場(chǎng)，隨著技術(shù)成熟，量子通信也將具有極大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

量子通信是一種技術(shù)，而不是一個(gè)概念、一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。目前各主要國(guó)家都在量子通信領(lǐng)域投入重金研發(fā)，以期獲得發(fā)展先機(jī)掌握主導(dǎo)權(quán)。對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō)，目前產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀，在世界范圍內(nèi)都是比較領(lǐng)先的，中國(guó)基于光通信的現(xiàn)代通信技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，量子通信技術(shù)的研究成果不必否認(rèn)。中國(guó)高新技術(shù)的發(fā)展環(huán)境十分寬松，隨著國(guó)家大力推動(dòng)量子技術(shù)的發(fā)展，將有機(jī)會(huì)成就一段技術(shù)傳奇。