中國(guó)量子衛(wèi)星 中國(guó)通訊將無(wú)法破解？

還記得棱鏡門嗎?電子通信時(shí)代，人們的安全感就像窗戶紙一樣脆弱。隨著計(jì)算能力的提升和數(shù)學(xué)的進(jìn)步，基于計(jì)算復(fù)雜度的經(jīng)典加密體系終將崩塌。公鑰加密算法RSA512在1999年就被破解了，科學(xué)家估計(jì)目前主流的RSA1024將在2019年被攻克，盡管科學(xué)家們?cè)噲D尋找更加復(fù)雜的算法，但“抗解密”效果都不理想。在現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)知中，幾乎任何已知事物都是可測(cè)的，但量子是個(gè)例外。在多粒子量子系統(tǒng)中，存在一種奇特的關(guān)聯(lián)，即一對(duì)具有量子糾纏態(tài)的粒子，即使隔著一個(gè)太陽(yáng)系，當(dāng)其中一個(gè)狀態(tài)改變時(shí)，另一個(gè)狀態(tài)也會(huì)即刻發(fā)生相應(yīng)改變。量子通信以其絕對(duì)安全性、超大信道容量、超高通信速率、可遠(yuǎn)距離傳輸信息和高效等特點(diǎn)，得到全球科技界、產(chǎn)業(yè)界普遍重視，許多國(guó)家爭(zhēng)相將量子通信研究作為戰(zhàn)略項(xiàng)目。

量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星首席科學(xué)家、中科院院士潘建偉介紹，傳統(tǒng)的通信加密和傳輸安全都是依賴于復(fù)雜的算法，但是只要對(duì)方的計(jì)算能力足夠強(qiáng)大，再?gòu)?fù)雜的保密算法都能夠被破解，所以都不能夠做到絕對(duì)安全。量子通信能做到絕對(duì)安全，是由量子自身的特性所決定的。作為光的最小顆粒，單個(gè)的光量子在傳輸信息的時(shí)候具有測(cè)量不準(zhǔn)、不可克隆等性質(zhì)，這些特性構(gòu)成了量子通信安全的基石。 量子的保密通訊的這種手段，原理上都是無(wú)條件安全的，哪怕計(jì)算能力再?gòu)?qiáng)，也是破解不了的，所以從這個(gè)角度上講，它就是一種革命性的東西。

據(jù)中新網(wǎng)報(bào)道，記者1日從中國(guó)科學(xué)院獲悉，全球首顆“量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”擬于8月中旬在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心擇機(jī)發(fā)射。

如果該衛(wèi)星成功運(yùn)行，中國(guó)將在世界上首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信，并結(jié)合地面已有的光纖量子通信網(wǎng)絡(luò)，初步構(gòu)建一個(gè)廣域量子通信體系。根據(jù)工程總指揮批準(zhǔn)的星箭進(jìn)場(chǎng)工作安排，量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星及配套長(zhǎng)征二號(hào)丁型遙三十二運(yùn)載火箭，擬在7月上旬運(yùn)抵酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，計(jì)劃于8月中旬擇機(jī)發(fā)射。

這顆衛(wèi)星質(zhì)量約640千克，將由火箭發(fā)射至高度為500千米的預(yù)定軌道。該衛(wèi)星包括4個(gè)有效載荷：量子密鑰通信機(jī)、量子糾纏發(fā)射機(jī)、量子糾纏源、量子試驗(yàn)控制與處理機(jī)。可與地面上相距千公里量級(jí)的兩處光學(xué)站同時(shí)建立量子光鏈路。

量子密鑰分發(fā)其實(shí)比較簡(jiǎn)單，就是相當(dāng)于我在衛(wèi)星上，你在地面，我就給你發(fā)一連串的單光子下來(lái)，發(fā)到你手中，你能把信號(hào)給解碼出來(lái)，這任務(wù)就完成了。4個(gè)光學(xué)地面站就可以來(lái)接收衛(wèi)星下來(lái)的信號(hào)，那我們就可以進(jìn)行量子通訊，那么在衛(wèi)星的幫助之下，這4個(gè)地面站任何兩兩之間的地面站都可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)安全的通訊，我們就可以組網(wǎng)了。

光量子電話網(wǎng)和平常打電話一樣，卻不用擔(dān)心被竊聽(tīng)。因?yàn)榱孔油ㄐ?ldquo;一次一密”：兩人通話期間，密碼機(jī)每分每秒都在產(chǎn)生密碼，一旦通話結(jié)束，這串密碼就會(huì)立即失效，下一次通話絕對(duì)不會(huì)重復(fù)使用。

按照我國(guó)量子通信研發(fā)、推廣預(yù)定計(jì)劃，北京、上海以及最邊遠(yuǎn)的新疆烏魯木齊等城市也在陸續(xù)抓緊城域量子通信網(wǎng)的建設(shè)。這幾處城域網(wǎng)的建成，以及同合肥、濟(jì)南城域網(wǎng)的呼應(yīng)與配合，將初步形成面向全國(guó)架構(gòu)的局面。再經(jīng)幾年過(guò)渡，越來(lái)越多的城市都將會(huì)利用量子衛(wèi)星等方式加強(qiáng)信息連接，與此同時(shí)，由中國(guó)科學(xué)家自主研發(fā)的“量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星(簡(jiǎn)稱量子衛(wèi)星)”現(xiàn)已完成關(guān)鍵部件的研制與交付，將使中國(guó)先于歐美擁有量子通信覆蓋全球的能力。美國(guó)人感慨量子這個(gè)技術(shù)中國(guó)走在我們前面了，量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星這一裝備我們都還沒(méi)有。

在首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射成功后將發(fā)射多顆衛(wèi)星，力爭(zhēng)到2020年實(shí)現(xiàn)亞洲與歐洲的洲際量子密鑰分發(fā)，建成聯(lián)接亞洲與歐洲的洲際量子通信網(wǎng)。到2030年左右，我國(guó)將建成全球化的廣域量子通信衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。