量子通信離我們還有多遠？產(chǎn)業(yè)化正計劃推進(jìn)

　　中科大—清華聯(lián)合小組的研究人員在發(fā)送端調校光學(xué)設備。

　　中科院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉在量子信息實(shí)驗室中工作。

　　量子通信以其絕對安全性、超大信道容量、超高通信速率、可遠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，主要國家爭相將量子通信研究作為戰略項目。量子通信已逐步從理論走向實(shí)驗，并向實(shí)用化發(fā)展。繼微電子信息之后，量子通信極有可能引發(fā)軍事、經(jīng)濟、社會(huì )領(lǐng)域又一次重大革命

　　概念

　　利用量子糾纏效應進(jìn)行信息傳遞

　　早在20世紀上半葉，科技界和產(chǎn)業(yè)界就期待找到一種新的通信方式——既不通過(guò)載體，也不受通信雙方空間距離的限制，不存在任何傳輸延時(shí)。隨著(zhù)世界電子信息技術(shù)加快發(fā)展，以微電子技術(shù)為基礎的信息技術(shù)即將達到物理極限，量子通信的重要性日益凸顯。

　　微觀(guān)世界里，有共同來(lái)源的兩個(gè)微觀(guān)粒子之間存在著(zhù)糾纏關(guān)系，不管它們離多遠，只要一個(gè)粒子狀態(tài)發(fā)生變化，就能立即使另一個(gè)粒子狀態(tài)發(fā)生相應變化。也就是說(shuō)，兩個(gè)處于糾纏狀態(tài)的粒子無(wú)論相距多遠，都能“感應”對方狀態(tài)。利用量子糾纏效應進(jìn)行信息傳遞的一種新型的通信方式，就是量子通信。

　　量子理論認為，微觀(guān)領(lǐng)域里，某些物質(zhì)可以同時(shí)處于多個(gè)可能狀態(tài)的疊加態(tài)，只有在被觀(guān)測或測量時(shí)，才會(huì )隨機地呈現出某種確定的狀態(tài)。因此，對物質(zhì)的測量意味著(zhù)干涉，改變被測量物質(zhì)的狀態(tài)?；谶@一原理，科學(xué)家們提出量子密碼的概念，也就是用具有量子態(tài)的物質(zhì)作為密碼。這樣一來(lái)，任何截獲或測試量子密碼的操作，都會(huì )改變量子狀態(tài)。換言之，截獲量子密碼的人得到的只是無(wú)意義的信息，而信息的合法接收者也可以從量子態(tài)的改變中知道量子密碼曾被截取過(guò)。量子密碼被應用于量子通信系統中，便是所謂的“量子保密通信”。

　　光量子電話(huà)網(wǎng)和平常打電話(huà)一樣，卻不用擔心被竊聽(tīng)。因為量子通信“一次一密”：兩人通話(huà)期間，密碼機每分每秒都在產(chǎn)生密碼，一旦通話(huà)結束，這串密碼就會(huì )立即失效，下一次通話(huà)絕對不會(huì )重復使用。

　　如何實(shí)現高速高效的量子通信，增強保真性，提升量子通信品質(zhì)，是目前的前沿攻關(guān)領(lǐng)域。量子通信既可民用也可軍用，可用于金融機構的隱匿通信等工程，也可用于對電網(wǎng)、煤氣管網(wǎng)、自來(lái)水網(wǎng)等重要能源供給和民生網(wǎng)絡(luò )基礎設施的監視和通信保障?？傊?，量子通信同國民經(jīng)濟健康有序發(fā)展相關(guān)的部門(mén)或行業(yè)都聯(lián)系直接、緊密。如果同衛星裝置統一匹配，其應用領(lǐng)域還會(huì )更廣、更多、更深。