紐約時(shí)報：量子加密技術(shù)競爭加劇 中國目前領(lǐng)先

　　據《紐約時(shí)報》報道，包括谷歌到阿里巴巴在內的科技公司都在競相打造世界上第一臺量子計算機，這要比當前的計算機強大得多。盡管建造量子計算機的競爭不分伯仲，但中國在量子加密技術(shù)方面明顯領(lǐng)先。

　　未來(lái)的量子計算機可能會(huì )破解保護數字信息的現行加密技術(shù)，使諸如數十億美元的電子商務(wù)支出信息以及存儲在數據庫中的機密信息等一切數據都面臨風(fēng)險。

　　這個(gè)問(wèn)題有答案嗎?量子加密依賴(lài)于相同的概念。正如一些科學(xué)家在研究量子計算機一樣，另一些科學(xué)家也在研究量子安全技術(shù)，從而阻礙未來(lái)量子計算機的密碼破譯能力。

　　這是一場(chǎng)涉及信息安全的競賽，盡管建造量子計算機的競爭不分伯仲，但中國在量子加密技術(shù)方面明顯領(lǐng)先。與人工智能等其他尖端技術(shù)一樣，中國也將不同類(lèi)型的量子研究列為重點(diǎn)。

　　“中國在相關(guān)技術(shù)研發(fā)方面擁有深思熟慮的策略，”美國橡樹(shù)嶺國家實(shí)驗室(Oak Ridge National Laboratory)前研究員鄧肯·厄爾(Duncan Earl)表示。目前厄爾是量子加密技術(shù)公司Qubitekk的總裁兼首席技術(shù)官?！叭绻覀冋J為我們可以等上5到10年再應用這項技術(shù)，那就太晚了?！?/p>

　　量子計算基于量子力學(xué)理論，后者解釋了極小物質(zhì)粒子所表現出的奇怪行為。

　　在傳統計算機中，晶體管存儲信息的最小單位是“比特”，每個(gè)比特不是1就是0。

　　而當某些物質(zhì)極小或極冷時(shí)，它們的行為就不同了。這種不同狀態(tài)的差異性允許一個(gè)量子位同時(shí)顯現出1和0的狀態(tài)，兩個(gè)量子位就可以同時(shí)容納四個(gè)值。隨著(zhù)量子位的數量增長(cháng)，量子計算機的功能以指數形式變得更加強大。

　　和量子計算一樣，量子加密技術(shù)依賴(lài)于極小物體的非直覺(jué)行為。保護數據秘密的密碼是由最小的光子生成的。通過(guò)合適的設備很容易判斷它們是否被篡改了，就像藥瓶上的封條一樣。如果實(shí)施得當，這項技術(shù)可能是牢不可破的。

　　目前的量子加密技術(shù)還無(wú)法確?？梢詷嫿ǔ鲩L(cháng)距離的可行量子加密網(wǎng)絡(luò )。但如果這真的發(fā)生，中國愿意付諸實(shí)踐，并很可能會(huì )帶來(lái)巨大回報。

　　迄今為止，中國已經(jīng)投資數千萬(wàn)美元，建立了使用量子加密傳輸數據的網(wǎng)絡(luò )。去年，中國發(fā)射了一顆以古代哲學(xué)家墨子命名的衛星，利用量子加密技術(shù)成功實(shí)現了北京和維也納之間的視頻通話(huà)。經(jīng)過(guò)4年的規劃和建設，北京和上海之間的專(zhuān)用量子通信網(wǎng)絡(luò )也于去年投入運行。

　　目前，量子加密只能在有限距離內工作。北京和維也納之間的衛星連接將這一限制擴大到創(chuàng )紀錄的7451公里。在地面，通過(guò)使用光纖線(xiàn)路，量子機密技術(shù)的最大應用距離擴大到了約241公里。

　　在中國對量子加密的投資中，墨子號衛星受到的關(guān)注最多。衛星研制者中科大學(xué)牽頭建設了總長(cháng)約1931公里的地面量子加密網(wǎng)。

　　這條量子加密主線(xiàn)正在延伸到其他城市和地區。到2030年，中國的目標是在全球建立一個(gè)共享量子加密密鑰的網(wǎng)絡(luò )。

　　一些安全專(zhuān)家質(zhì)疑量子加密的有效性。它是如此新穎，還沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何嚴格的測試。而只有經(jīng)過(guò)這些測試，才能使它得到持懷疑態(tài)度的密碼學(xué)家的認可。

　　但中科大物理學(xué)教授陸朝陽(yáng)表示，京滬之間的量子加密網(wǎng)絡(luò )是一次重大升級。

　　在傳統的通信方式中，竊聽(tīng)者可以在光纖線(xiàn)路上的每一點(diǎn)攔截數據流。陸教授表示，量子加密技術(shù)將1931公里光纖線(xiàn)路上的易損點(diǎn)減少到了幾十個(gè)。

　　“我們承認這是一個(gè)過(guò)渡解決方案，”他說(shuō)?！斑@并不是最終的解決方案。但就安全而言，這已經(jīng)是一個(gè)巨大的進(jìn)步?！?/p>

　　在美國，業(yè)界認為量子加密不過(guò)是一項科學(xué)實(shí)驗。相反，研究人員專(zhuān)注于使用普通數學(xué)來(lái)構建新的加密形式，以對抗量子計算機。這種技術(shù)不需要新的基礎設施。

　　但現在，在最近量子研究進(jìn)展的推動(dòng)下，一些美國公司正在迎頭追趕。

　　南加州初創(chuàng )企業(yè)Qubitekk正在利用這項技術(shù)保護田納西州的電網(wǎng)。另一家初創(chuàng )公司Quantum Xchange正在美國東北部建設量子加密網(wǎng)絡(luò )，希望為華爾街銀行和其他企業(yè)提供服務(wù)。而長(cháng)島石溪大學(xué)(Stony Brook University)的研究人員正在準備第三次冒險。

　　像Qubitekk這樣的小型初創(chuàng )企業(yè)不太可能為量子加密而投入數百萬(wàn)美元。但許多專(zhuān)家認為，更重要的工作將發(fā)生在研究實(shí)驗室，美國能源部(Department of Energy)正在為芝加哥的一個(gè)測試網(wǎng)絡(luò )提供資金，該網(wǎng)絡(luò )可能會(huì )更加先進(jìn)。

　　洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗室(Los Alamos National laboratory)和橡樹(shù)嶺國家實(shí)驗室(Oak Ridge National laboratory)正與Qubitekk合作，利用量子加密技術(shù)保護電網(wǎng)，而Quantum Xchange正在把設備轉移到哈德遜街60號(Hudson Street)。哈德遜街是古老的西聯(lián)電報中心所在地，現在是曼哈頓下城的一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)中心。

　　Quantum Xchange正在曼哈頓和紐瓦克之間建立量子加密連接，計劃將這兩個(gè)城市運營(yíng)的大型銀行連接起來(lái)。最終，它希望將這一網(wǎng)絡(luò )延伸至東海岸。

　　在像芝加哥大學(xué)這樣的地方，研究人員希望更進(jìn)一步，他們正在探索所謂的量子中繼器，也就是能夠擴展量子加密范圍的設備。

　　“我們還沒(méi)有做到這一點(diǎn)，”芝加哥大學(xué)教授戴維·奧沙洛姆(David Awschalom)說(shuō)?！暗蚁嘈?，這將在未來(lái)幾年內發(fā)生?！?/p>

　　無(wú)論如何，量子通信技術(shù)需要新的硬件。這包括龐大的光纖網(wǎng)絡(luò )，或許還有衛星，以及能夠探測單個(gè)光子的專(zhuān)用設備。

　　雖然Qubitekk致力于研究量子加密網(wǎng)絡(luò )，但它無(wú)法獲得完成這項工作所需的特殊光探測器。這家初創(chuàng )公司最初從新澤西州的一家小型制造商Princeton Lightwave那里購買(mǎi)探測器。但今年4月，這家美國制造商將探測器業(yè)務(wù)交給了中國的一家公司，但未能及時(shí)如愿。

　　這家中國公司已經(jīng)承諾向Qubitekk提供硬件，但最近告訴它，由于生產(chǎn)問(wèn)題，額外的檢測器要到3月份才能交付。

　　歐洲的一些小公司也在銷(xiāo)售類(lèi)似的探測器，全球各地的實(shí)驗室也在競相開(kāi)發(fā)更先進(jìn)的設備。但就目前而言，尤其是在美國，這種設備的供應量非常有限。