量子通信技術(shù)有什么“過(guò)人”之處 能集萬(wàn)千寵愛(ài)于一身？

　　量子通信大事紀

　　2016年8月，我國成功發(fā)射全球首顆量子科學(xué)實(shí)驗衛星“墨子號”， 2017年1月18日完成多項科學(xué)實(shí)驗目標，正式交付用戶(hù)單位使用。

　　2017年6月，在中國通信標準化協(xié)會(huì )成立了量子通信與信息技術(shù)特設任務(wù)組，啟動(dòng)了國家標準的研究工作。

　　2013年7月立項，全長(cháng)2000余公里的量子通信骨干網(wǎng)絡(luò )“京滬干線(xiàn)”在2017年8月底在合肥完成了全網(wǎng)技術(shù)驗收，2017年9月29日正式開(kāi)通，通過(guò)北京接入點(diǎn)與“墨子號”連接，實(shí)現覆蓋全球的量子保密通信網(wǎng)絡(luò )。

　　2017年11月10日，在A(yíng)PEC峰會(huì )上習近平總書(shū)記再次強調：“我們正迎來(lái)新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命，數字經(jīng)濟、共享經(jīng)濟在全球范圍內掀起浪潮，人工智能、量子科學(xué)等新技術(shù)不斷取得突破，亞太不能等待和觀(guān)望?！?。

　　IBM宣布將在2017年年底前開(kāi)放20量子位的處理器公眾測試，同時(shí)IBM正在向50量子位處理器商業(yè)化的方向前進(jìn)。

　　2017年，11月14日從清華大學(xué)與南京郵電大學(xué)聯(lián)合實(shí)驗組傳出，繼今年6月宣布在實(shí)驗室通過(guò)量子存儲驗證量子安全直接通信的理論方案后，他們近日首次在500米光纖中使用一種叫做糾纏的量子現象實(shí)現量子信息的直接安全傳送。且理論分析證明，以當前試驗條件，可以實(shí)現幾十公里的量子安全直接通信。

　　這兩年的量子通信技術(shù)得到了極大發(fā)展，距離完全商業(yè)化時(shí)間越來(lái)越近，或許在幾年后，我們日常生活中就能接觸到的量子通信。

　　為何從國家到科研單位和科技巨頭等各方面都在力推量子通信技術(shù)呢?它有什么“過(guò)人”之處,能集萬(wàn)千寵愛(ài)于一身?下面讓小編為您一一解答。

　　傳統通信存隱患 量子通信來(lái)解決

　　傳統的通信方式主要有兩種，電纜和光纖。這兩種通信方式都存在竊聽(tīng)手段簡(jiǎn)單且竊聽(tīng)過(guò)程和竊聽(tīng)者無(wú)法被察覺(jué)的問(wèn)題。

　　傳統通信傳輸示意圖

　　目前可以采用軟件加密的方式保護信息安全，雖然破解難度高，但未來(lái)超級計算機技術(shù)和量子計算機的出現，密碼破譯的速度將會(huì )越來(lái)越快。因此，目前的通信技術(shù)并不是絕對的安全。

　　傳統通信方法中，唯一被證明了是“絕對安全”的密碼體系，是一次一密。即是密鑰隨機且只用一次，且要求用于加密的密鑰長(cháng)度與被加密的明文長(cháng)度相同。所以若要達到這種加密標準，那么就要有大量的密鑰。這樣的方式?jīng)]有得到推廣實(shí)現商用。那么有沒(méi)有其它具備推廣使用潛力的絕對安全的通信技術(shù)?

　　答案當然是量子通信技術(shù)，它能夠完美地解決信息傳輸過(guò)程中的安全問(wèn)題，真正做到“絕對”安全。當通信載體是量子時(shí)，根據薛定諤的貓原理，由于微觀(guān)粒子位置是不可能被確定的，總是以不同概率出現在某個(gè)位置，而且每次測量的微粒相比測量前必然發(fā)生變化。其次，借助量子力學(xué)的基于量子態(tài)不可克隆原理和海森堡測不準原理。量子通信把密鑰分配給需要保密通信的雙方，密文的發(fā)送仍然通過(guò)標準的通信手段來(lái)完成。這個(gè)過(guò)程保證能夠在A(yíng) B兩人之間實(shí)現密鑰的分配，其次保證分配的過(guò)程中不會(huì )使未授權的第三方得到密鑰的內容。

　　在實(shí)際使用中，它是怎樣的確保信息安全和發(fā)現信息泄露的呢?小編用一張圖簡(jiǎn)單分析大體過(guò)程，方便讀者直觀(guān)的了解，實(shí)際的過(guò)程比較復雜。

　　量子通信具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

　　1)量子通信實(shí)際不是通信方式，也不加密，只分配密鑰;

　　2)量子密鑰分配只是被動(dòng)探測并發(fā)現竊聽(tīng)，不能主動(dòng)防護竊聽(tīng);

　　3)量子密鑰分配需要借助常規通信，無(wú)法超光速傳輸;

　　4)竊聽(tīng)的探測基于量子力學(xué)的不可克隆和測不準原理，所以叫量子密鑰分配。

　　我國未來(lái)量子技術(shù)前景展望

　　我國科研團隊在量子通信理論和產(chǎn)業(yè)化方面均處于世界領(lǐng)先水平，隨著(zhù)信息安全重要性日益突顯，量子通信將成為我國信息安全保障的重要技術(shù)手段，是國家實(shí)現技術(shù)彎道超車(chē)的重要領(lǐng)域。

　　國內中科大、清華等研究機構中涌現出潘建偉院士、姚期智院士等多個(gè)量子通信技術(shù)團隊，在理論水平上與歐美同屬世界一流水平。而在產(chǎn)業(yè)化方面，我國已建成多個(gè)城域網(wǎng)、量子衛星也發(fā)射成功完成全部實(shí)驗任務(wù)，產(chǎn)業(yè)化成都領(lǐng)先全球。量子通信已成功保障包括“十八大”在內多個(gè)重大活動(dòng)的通信安全。量子通信作為大國信息安全的重要保障手段，寫(xiě)入“十三五”規劃，而此次APEC峰會(huì )上習主席再次強調，未來(lái)量子通信必將持續受到國家重點(diǎn)支持。

　　小結

　　量子計算機成熟商用時(shí)點(diǎn)逐步臨近，超強運算能力對傳統加密手段形成巨大沖擊，核心芯片國產(chǎn)化難度較大的背景下，量子通信絕對安全的理論特性愈加重要，量子通信的應用和推廣有望進(jìn)一步提速。量子計算機面世后信息安全將無(wú)法保證，量子通信絕對安全的理論特點(diǎn)在量子計算時(shí)代格外重要，是保證大國信息安全的不二選擇。目前量子通信已提升至國家戰略高度，量子通信的應用和推廣有望進(jìn)一步提速。