美媒:中國正用量子技術(shù)接管世界 這是一次非凡的展示

　　北京時(shí)間11月6日消息，二戰時(shí)期的納粹分子們非常清楚，要想贏(yíng)得戰爭的勝利，離不開(kāi)保密的軍事通訊。他們還專(zhuān)門(mén)為此研制的號稱(chēng)無(wú)法破解的“恩尼格瑪”密碼機。這種加密機器能夠讓德軍部署在各地的裝甲師團，外交機構甚至是海上的潛艇能夠時(shí)刻保持與總部的通訊聯(lián)絡(luò )。德國人一直堅信他們的這套密碼系統是不可破解的——直到一位名叫阿蘭-圖靈(Alan Turing)的年輕英國數學(xué)家意識到，如果能夠使用機器來(lái)系統性的對每一位字符進(jìn)行數以千計的組合嘗試，直到破解出其意義，那么恩尼格碼機器或許是可以被破譯的。

　　這一嘗試的結果便是世界上第一臺計算機的誕生，由于英國情報部門(mén)從此能夠破解德國軍隊的機密通信，這為日后盟軍最終擊敗德國法西斯立下了汗馬功勞。

　　一度，軍事專(zhuān)家們相當確定，絕對安全，完全保密的通訊是做不到的。但是這話(huà)或許并不正確。借助一種被稱(chēng)作“量子加密”的技術(shù)，無(wú)條件完全絕密通訊的夢(mèng)想正在變成現實(shí)。這項技術(shù)一旦成熟，將在全球范圍內根除網(wǎng)絡(luò )欺詐、身份盜用、黑客攻擊和電子竊聽(tīng)等行為。但這一技術(shù)也將讓恐怖分子和罪犯之間的通話(huà)能夠實(shí)現絕對保密，政府完全不可能竊聽(tīng)或攔截，另外，政府機構也將能夠更加安全地隱藏他們的秘密，而不必擔心有人會(huì )發(fā)現。

　　在一個(gè)擁有絕對加密技術(shù)的世界里，所有的人類(lèi)電子通訊都將變得絕對隱秘，這究竟是好事還是壞事?

　　世界首次洲際量子加密視頻通話(huà)

　　就在今年的9月29日，我們的世界又向著(zhù)這樣的未來(lái)更加接近了一步。中國科學(xué)院的一個(gè)由密碼學(xué)專(zhuān)家和物理學(xué)家組成的團隊成功實(shí)現了持續半小時(shí)左右，在中科院與歐洲的奧地利科學(xué)院之間的量子加密視頻通話(huà)。這樣的通話(huà)是不可能被竊聽(tīng)的，因而也是無(wú)條件安全的。

　　對此，一位不愿意具名的英國情報系統人士表示：“在所有最新出現的技術(shù)中，這項技術(shù)是最讓我感到興奮的，但同時(shí)也是最讓我感到憂(yōu)心忡忡的。它將是一種能夠改變世界的技術(shù)。”西方的專(zhuān)家們對于目前的情況感到擔憂(yōu)的不是他一個(gè)人。很多西方專(zhuān)家都看到了這樣一個(gè)事實(shí)，那就是，盡管在美國和歐洲的一些大學(xué)，研究所和實(shí)驗室里仍然在不斷產(chǎn)生創(chuàng )新的量子技術(shù)，但在量子技術(shù)應用領(lǐng)域遙遙領(lǐng)先世界的，卻是中國人。

　　9月底的北京-維也納量子視頻通話(huà)是通過(guò)普通的Skype軟件進(jìn)行的，所有數據都經(jīng)由公網(wǎng)傳輸。所不同的是，此次通話(huà)使用了量子加密，秘鑰是由中國的量子實(shí)驗衛星“墨子號”上搭載的量子器件產(chǎn)生的。最令人印象深刻的是，量子的物理特性決定了，一旦有任何人試圖竊聽(tīng)這些信號，通話(huà)人會(huì )立即察覺(jué)到。英國牛津大學(xué)教授阿特·厄科特(Artur Ekert)說(shuō)：“量子加密是你能夠想象出來(lái)的，最接近無(wú)法破解的通訊技術(shù)。”

　　厄科特是量子加密通訊技術(shù)的最初奠基人之一，他的這項技術(shù)基于一種不可思議的現象，叫做量子糾纏。這種現象實(shí)在太不可思議，以至于愛(ài)因斯坦都對此感到難以置信。在1935年，愛(ài)因斯坦將量子糾纏效應形容為“鬼魅般的超距作用”。

　　這就是量子糾纏效應現象：兩個(gè)分別處于不同地點(diǎn)的光粒子，也就是光子，不管相隔多遠，都能夠實(shí)時(shí)復制對方的行為。雖然到目前為止這種近乎“心靈感應”的效應究竟是如何發(fā)生的還尚未明確，但早在1984年，科學(xué)家們就已經(jīng)在實(shí)驗室中確認了這種效應的確存在。而9月底北京與維也納之間的這場(chǎng)洲際視頻通話(huà)的重要意義就在于，這一次科學(xué)家們能夠利用量子糾纏效應生成一串數據秘鑰并使其同時(shí)存在于地球上的不同角落。

　　中國人并沒(méi)有止步于此，由中科院院士，中國科技大學(xué)物理學(xué)家潘建偉教授領(lǐng)銜的小組還在中國構建了現實(shí)世界中的量子加密通訊網(wǎng)絡(luò )。他們現在已近將基站、衛星和數千公里場(chǎng)的光纖連接到一起，形成一張覆蓋全國的巨大量子通訊網(wǎng)絡(luò )。

　　致力于發(fā)展遠距離量子通訊技術(shù)的美國馬里蘭大學(xué)聯(lián)合量子研究所副教授查爾斯·克拉克(Charles Clark)表示：“做到這一點(diǎn)并不需要去發(fā)現什么新的物理學(xué)定理。”但是中國人在實(shí)施規模和傳輸距離上表現出的領(lǐng)先性的確令人印象深刻。

　　克拉克說(shuō)：“這是一次非凡的展示。“

　　革命性的量子加密技術(shù)

　　直到現在，密碼學(xué)的核心思想其實(shí)很簡(jiǎn)單：構建出一種超級數學(xué)謎題，并確保要想解決這一數學(xué)謎題所需要的計算能力超出所有潛在敵人的技術(shù)能力。今天我們所使用的加密技術(shù)，也就是所謂的“公開(kāi)密鑰技術(shù)”——這是所有互聯(lián)網(wǎng)認證和安全通訊的技術(shù)基礎——其使用的加密技術(shù)要遠遠勝過(guò)當年納粹德國使用的恩尼格碼密碼。但兩者所依據的原理是相同的。解密用的密鑰由計算機產(chǎn)生并分發(fā)給通訊雙方。不過(guò)，只要擁有足夠強大的計算能力，第三方是完全有可能通過(guò)暴力破解方式攻破這種密碼的。而量子加密技術(shù)則從原理上就與之完全不同，這也使其具備了不論敵人擁有多么強大的計算能力都不可能攻破的超級加密體系。厄科特表示：“和數學(xué)系統不同，量子加密依賴(lài)于物理學(xué)原理，而原理是不能被打破的。”

　　量子密鑰分發(fā)技術(shù)將有望徹底顛覆電子商務(wù)和數據保護行業(yè)，并徹底杜絕欺網(wǎng)絡(luò )黑客或身份盜用行為?？死吮硎荆?ldquo;發(fā)展量子技術(shù)的最大動(dòng)力——正如很多看上去很美好的事物一樣，其實(shí)是軍事和情報用途。”任何首先掌握這項技術(shù)的國家將在短期內取得相對戰略?xún)?yōu)勢地位。

　　中國很快發(fā)射了世界上第一顆量子通訊試驗衛星——以中國古代哲學(xué)家墨子命名。這顆衛星運行在距離地面不到500公里的低地球軌道上，同時(shí)潘的小組還在青藏高原海拔超過(guò)4500米的地方建設地面基站，以便更好地接收衛星量子信號，盡最大限度消除大氣層對信號的影響?；诙鄠€(gè)這樣的基站，再配合墨子號衛星，中國在境內構建起一條連接北京和上海，長(cháng)度接近2000公里的量子通訊干線(xiàn)。

　　非凡的遠見(jiàn)與戰略眼光

　　墨子號衛星運行在低地球軌道，這就意味著(zhù)沒(méi)有連接到中國量子通訊網(wǎng)絡(luò )的用戶(hù)必須等待衛星飛行到頭頂上空時(shí)才能接收到安全的量子秘鑰，并借助這一秘鑰與其他秘鑰持有者之間開(kāi)展保密量子通訊。

　　而就在今年8月份，潘建偉教授曾經(jīng)對媒體表示，在未來(lái)5年內，中國將發(fā)射運行高度超過(guò)2萬(wàn)公里的新型量子衛星，這將大大提升中國量子通訊衛星的地面覆蓋范圍。計劃中于2022年升空的中國空間站預計也將攜帶實(shí)驗性量子通訊載荷，宇航員將能夠在軌道上對其不斷進(jìn)行技術(shù)升級和維護。最終，中國已經(jīng)非常明確的表示，他們計劃構建一個(gè)全球性的量子通訊衛星系統。

　　到目前為止，世界范圍內還只有中國一家對量子通訊技術(shù)投入數十億的巨額資金進(jìn)行開(kāi)發(fā)并開(kāi)始投入實(shí)際應用?？死吮硎荆?ldquo;要想進(jìn)入這一領(lǐng)域門(mén)檻相當高，基本上，這都需要國家層級的支持才行。”一位西方安全領(lǐng)域專(zhuān)家這樣評價(jià)：“要想建成覆蓋全球的量子通訊衛星難度極高，幾乎就像曼哈頓工程。”(注：曼哈頓工程師當年美國動(dòng)員全國力量研制原子彈的秘密工程代號)。他說(shuō)：“可惜的是，今天在西方，沒(méi)有任何政治家有那樣的決心和遠見(jiàn)去長(cháng)期投入巨額資金以支持一項科學(xué)項目。這就會(huì )為什么中國人會(huì )遙遙領(lǐng)先的原因。”

　　當今世界，中國，美國和俄羅斯實(shí)際上正在進(jìn)行一場(chǎng)靜悄悄的隱形軍備競賽，戰場(chǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)上，看看誰(shuí)先掌握各種網(wǎng)路武器——從能夠竊取手機和電子設備信息的黑客技術(shù)，到傳統情報界的竊聽(tīng)技術(shù)。而平心而論，量子加密技術(shù)的出現也并不意味著(zhù)現代間諜技術(shù)的終結。正如此前美國國家安全局前雇員斯諾登事件中所暴露出來(lái)的那樣。美國政府并的大規模秘密監聽(tīng)計劃，以及大部分西方間諜機構的工作，并非竊取具體的通話(huà)內容，而是進(jìn)行大數據分析——掌握數一百萬(wàn)，乃至千萬(wàn)計的人口，他們誰(shuí)在和誰(shuí)通話(huà)，以及何時(shí)進(jìn)行了通話(huà)。

　　誰(shuí)將掌控未來(lái)?

　　即便是在量子加密時(shí)代，這樣的大數據仍然可以被獲取。另外，盡管量子加密通訊技術(shù)無(wú)法被攔截，但是它仍然是一種端到端通訊技術(shù)?？偛课挥趥惗氐膽鹇匝芯克鶎?zhuān)家艾米麗·泰勒(Emily Taylor)指出：“這就是它的薄弱環(huán)節所在。”換句話(huà)說(shuō)，不論量子加密通訊技術(shù)多么無(wú)懈可擊，但它仍然是兩個(gè)人在進(jìn)行通訊，仍然會(huì )有兩個(gè)人之間的信息交換，只要是這樣，就仍然存在竊聽(tīng)的可能。

　　不過(guò)，不能否認的是，量子加密技術(shù)的意義是深遠的。如果全球通訊所依賴(lài)的通訊基礎設施是安全的，那么全球性的系統性風(fēng)險很多都能被避免。當然這并非意味著(zhù)我們將進(jìn)入一個(gè)徹底安全的網(wǎng)絡(luò )時(shí)代，但一些常見(jiàn)風(fēng)險，比如信用卡交易，數據庫，以及電子通訊等一些關(guān)鍵領(lǐng)域的安全漏洞都將在量子加密技術(shù)下得到極大提升。泰勒表示：“每個(gè)人都希望自己的通訊是安全的，但是如果真的每個(gè)人都使用了不可破解的加密技術(shù)，那情報機關(guān)的工作難度就會(huì )加大很多。”

　　中國目前取得的成就不僅清楚的表明量子秘鑰分發(fā)技術(shù)在現實(shí)中是可行的，并且也表明任何想要認真獲得絕對安全通訊技術(shù)的國家，都必須在這一領(lǐng)域投入巨額資金。厄科特指出：“誰(shuí)控制了信息，誰(shuí)就控制了世界。”那么按照這種邏輯，未來(lái)將是屬于北京的。