中国实现人类首次洲际量子通信，意义何其重大！

高歌

近日，中国科学院院长白春礼与奥地利里科学院院长塞林格进行了一次网络视频聊天。按理说，在4G手机满天飞的年代，即便是科学大咖，网聊一个也算不上什么新闻。但是，这次视频和我们日常的视频聊天有点不一样，因为他们是通过中国“墨子”号量子通信卫星进行的，是人类首次实现洲际量子保密视频通信！
在5G手机网呼之欲出、未来移动通信速率有望秒杀WIFI的时代，量子通信是一个什么东东？对我们的生活有什么意义呢？
当下，人们对网络最直观的要求是快，这直接关系到我们用网的愉悦体验，比如看视频不卡、秒到心仪的商品等等。其实，网络还有另外一个隐藏的变量，那就是信息安全。像银行账号、付款密码这样的东西，我们是绝对不希望被别人看到的。如何保守这些秘密，就涉及到网络安全问题。这一次中奥科学院院长之间的量子保密视频通信，用到的就是一种绝对无法破译的终极加密手段——量子密钥分发。
实际上，两位院长之间进行的视频聊天，仍然是通过传统的互联网。但视频本身是经过加密的，如果没有算法和密钥，第三者即便能够截获视频信号，也无法解密。而能够解密这段加密视频的密钥，是通过中国“墨子”号量子通信卫星进行分发的。基于量子通信的特性，“墨子”号分发的密钥是无法测量、无法复制、无法窃取的。这就从物理层面保证了密钥的绝对安全。而没有密钥，两位科学家之间的加密视频便无法破译，从而真正做到了信息的绝对安全。
其实，密码、密钥、算法这三样东西是人类用了几千年的秘密传送信息的方法，现在的量子保密通信，也基于这个古老的方法。
在古代欧洲，有一种叫做凯撒密码的加密技术，就是把明文里每一个字母按照某一个方向，向前或者向后错动几位，变成另一个字母。比如A，向后错两位就变成C。明文里面所有的字母全部以此类推，向后错两位。这其中，“向后错”就是所谓的算法，“两位”就是密钥。当一篇明文被算法和密钥一碰，就变成了谁也读不懂的密码。这种加密叫做“对称加密”。
接收到密码的一方要想解密也很容易，只要他知道算法“向后错”还有密钥“两位”，就可反过来一解，明文就出来了。可以看出，采用对称加密手段，密钥一旦被第三方破获，密码就完了。为了保证密钥的绝对安全，有人想出了“一次一密”的加密方法。所谓一次一密，指的是每次通信使用的密钥都不同。但是，要做到“一次一密”，在量子通信技术问世之前是不可能的。
因为，“一次一密”的保密通信，就意味着每次传送密码的同时，还需要向两方分发密钥。而这个密钥在分发中很容易被窃听、复制。只有当密钥的分发从物理层面彻底杜绝被窃听和复制的可能，“一次一密”才有可能实现。
中国“墨子”号卫星，干的就是这个事情——量子密钥分发。
“墨子”号卫星，可以从太空向地面上的两端分发由一个个光子组成的量子密钥。密钥是被加载到一个个单个的光子上面的。少一个光子，密钥都不完整。因为量子力学的原理，这些光子一旦被测量就会变，即便被复制也是废的。所以，量子密钥分发从物理层面保证了密钥的绝对安全。
而将一个个光子精准传送，属于当今世界绝对的黑科技。以往科学家想利用光缆传送，但是发现光子在光缆中传送不远。又由于进行的是量子通信，想要像传统光缆通信那样把信号复制再放大就会破坏信息。因此，光缆传送最远的距离，就是目前中国京沪量子通信网，这已经是世界顶尖的技术了。
如果想要进行穿越地球的远距离通信，中国科学家提出“上天”，利用卫星来进行光子的天地传输，因为太空中光子的衰减比较小。但是要准确地把运行在几百上千公里太空中发出的光子，接收到地面站的镜头中去，其精准程度就相当于在太空中的一根针要对准地面上的一根针。倒退十年，是想也不敢想的高科技。但是，中国的“墨子”号卫星干的就是这样极端的事情。
而且这次中欧科学院长进行的是视频通话，而不是发短信，视频的数据量很大。量子保密通信“一次一密”的另一个原理是密钥和密码等长。想想看，两位院长聊个十分钟，“墨子”号卫星要传送多么海量的数据。这是以仪器的高度稳定性和可靠性做保证的。
这次视频通信释放的另一层含义就是，“墨子”号的量子密钥分发技术完全具备大规模商业性应用的能力。如果能够向太空中发射数十颗“墨子”号，像北斗卫星那样建成一个覆盖全球的量子密钥天地分发网络的话，量子保密通信就将不仅仅是科学大咖之间隔空论道的神器，而有望为广大普通百姓在网购、电子交易中保驾护航，各种因为信息被盗而导致的电信网络诈骗、刑事犯罪、治安问题都将不复存在，我们的社会也将更加和谐。
此外，中国“墨子”号量子保密通信网络，也有可能成为未来世界量子保密通信网的标准，这其中的商业利益是无可限量的！
（作者为“环球锐评”评论员）

大志

中国回归历史巅峰的最好佐证，钦佩这些中国牛人。

刘云

应该叫做量子加密通信，不要误人子弟。