高科技概念都是紙老虎：量子通信技術(shù)來了！

發(fā)布時間：2015-02-10 ??? 2月4日綜述（南山）神馬云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市……這些高大上的概念，在程序猿和攻城獅的眼里都弱爆了好嗎！技術(shù)，只有技術(shù)，才是信息化社會高速發(fā)展的背后，所有高科技概念的核心。
?????? 例如算法，才能讓大數(shù)據(jù)被層層剝開去分析，變得有實用價值；再例如光纖通信，這是實現(xiàn)數(shù)據(jù)高速傳輸、交換、存儲的根本基礎(chǔ)，是讓智慧城市靈動起來的關(guān)鍵技術(shù)。
?????? 去年底今年初，一直不溫不火的“量子通信”，突然就大紅大紫了。就看近幾天，先是中國科技大學(xué)潘建偉教授團隊的“量子通信安全傳輸創(chuàng)世界紀(jì)錄”，入選2014年中國十大科技進展；然后是量子通信首次應(yīng)用于銀行業(yè)，中國工商銀行成功應(yīng)用量子通信技術(shù)實現(xiàn)了北京分行電子檔案信息在同城間的加密傳輸。
?????? 那么問題來了：量子通信到底是什么？量子通信是不是真的如傳說那樣絕不可能被竊聽？中國在量子通信研究領(lǐng)域有什么地位？量子通信有多大實用價值？且讓C114小編為您一一道來。
?????? 什么是量子通信？
?????? 我們就不要引用百度百科了，太不夠逼格，還是直接引用專家的原話。用國際頂級量子專家王肇中教授的話說，量子通信就是單模光纖兩端加上能代替常用光模塊功能的、光量子態(tài)的發(fā)送和接收設(shè)備，實現(xiàn)基于物理加密的保密通信。清華大學(xué)物理系教授王向斌也表示，量子通信簡單的說就是基于光的單量子態(tài)實現(xiàn)的通信手段，以完成經(jīng)典通信手段無法完成的通信任務(wù)，例如保密性任務(wù)等。
?????? 北京郵電大學(xué)智能網(wǎng)絡(luò)安全實驗室主任李劍說，量子通信是指利用量子力學(xué)基本原理或基于物質(zhì)量子特性的通信技術(shù)。它是結(jié)合量子技術(shù)與現(xiàn)代通信技術(shù)的一種新興通信技術(shù)，在理論上可實現(xiàn)無條件安全的鏈路數(shù)據(jù)傳輸，被認(rèn)為是保障未來通信安全最重要的技術(shù)手段。
?????? 所以，量子通信與現(xiàn)代基于光纖的通信技術(shù)存在緊密聯(lián)系，其最大特征在于采用量子技術(shù)實現(xiàn)了通信的保密。當(dāng)然，量子通信被形容為“絕對保密”、“無條件安全”，讓很多人條件反射的認(rèn)為又是一門偽科學(xué)。根據(jù)分析，由于量子不可克隆、不可分割，以及“一次一加密”的通信方式，理論上在當(dāng)前技術(shù)水平下，確實不可能被竊聽；但量子通信本身，仍然處在研究階段，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達到大規(guī)模商用化的水平，實用的量子通信網(wǎng)絡(luò)其保密的絕對性還有待商榷。
?????? 事實上，本次潘建偉教授及其團隊入選2014年中國十大科技進展，其主要貢獻在于“通過發(fā)展高速獨立激光干涉技術(shù)，結(jié)合高效率、低噪聲超導(dǎo)納米線單光子探測器，將可以抵御黑客攻擊的遠(yuǎn)程量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的安全距離擴展至200公里，并將成碼率提高了3個數(shù)量級，創(chuàng)下新的世界紀(jì)錄”。
?????? 中國是不是坐談之客？
?????? 三國時代，劉表單騎平定荊州，號稱八駿，善善惡惡，名垂當(dāng)世，但被曹操譏諷為“坐談之客”，率大軍平定北方時，絲毫不擔(dān)心劉表從背后插刀子。對量子通信來說，中國專家現(xiàn)在指點江山，自信滿滿，到底中國當(dāng)前量子技術(shù)發(fā)展有沒有真材實料，是不是坐談之客？
?????? 量子通信只有30年的發(fā)展歷史，對中國來說并沒有很重的歷史包袱，因此在量子通信方面的研究，中國與國外諸強基本上從開始就站在同一起跑線上。華人頂級量子通信專家，也為中國量子通信發(fā)展做出了很大貢獻。在國內(nèi)，不得不提的是潘建偉教授及其團隊。潘建偉建設(shè)早在上世紀(jì)90年代在國外留學(xué)時就已經(jīng)開始量子通信研究，2008年在中國科技大學(xué)建成光量子電話網(wǎng)，實現(xiàn)了“一次一密”加密方式的實時網(wǎng)絡(luò)通話；2010年7月啟動合肥城域量子通信試驗示范網(wǎng)建設(shè)，在2012年初建成世界上規(guī)模最大的46節(jié)點量子通信試驗網(wǎng)。據(jù)新華社報導(dǎo)，合肥量子通信政務(wù)網(wǎng)建成3年以來運行良好，通信正確率達到99.6%，超過了目前移動通信網(wǎng)絡(luò)的水平。
?????? 潘建偉教授指出，量子通信技術(shù)的實際應(yīng)用將分三步走：一是通過光纖實現(xiàn)城域量子通信網(wǎng)絡(luò)；二是通過量子中繼器實現(xiàn)城際量子通信網(wǎng)絡(luò)；三是通過衛(wèi)星中轉(zhuǎn)實現(xiàn)可覆蓋全球的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)。
?????? 2012年，新華社和中國科大合作建設(shè)的金融信息量子通信驗證網(wǎng)在北京開通，在世界上首次實現(xiàn)利用量子通信網(wǎng)絡(luò)對金融信息的安全傳輸，這是今年中國工商銀行能夠商用城域級量子通信網(wǎng)的基礎(chǔ)。2014年3月，山東濟南建設(shè)的“濟南量子通信試驗網(wǎng)”也正式投入使用。2014年，世界第一條量子信息保密干線――“京滬干線”量子通信工程開工建設(shè)，預(yù)計將于2016年交付。
?????? 據(jù)媒體報道，中國廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)計劃也已經(jīng)開始，中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)專項“量子科學(xué)實驗衛(wèi)星”，計劃在2016年左右發(fā)射，首顆衛(wèi)星發(fā)射后還將發(fā)射更多衛(wèi)星，到2020年實現(xiàn)亞洲與歐洲的洲際量子密鑰分發(fā), 屆時聯(lián)接亞洲與歐洲的洲際量子通信網(wǎng)也將建成。到2030年左右，中國將建成全球化的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)。
?????? 量子通信的實用價值
?????? 技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化總是相輔相成的。沒有產(chǎn)業(yè)化做基礎(chǔ)，技術(shù)的研究將是無源之水無本之木。例如谷歌這樣的大公司，每年都有很多吸引眼球的項目，谷歌眼鏡、谷歌熱氣球無線網(wǎng)、谷歌模塊化手機等等，都是從眾多項目中脫穎而出，獲得谷歌強大的資金支持，從而具備了產(chǎn)業(yè)化的前景。
?????? 對量子技術(shù)來說，目前已經(jīng)從科研階段進入試點階段，未來10年將向規(guī)模商用階段邁進，――這是從技術(shù)角度的判斷。對市場角度來說，互聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)上是一個不安全的網(wǎng)絡(luò)，而量子通信在理論上的絕對保密特征，已經(jīng)得到物理定理的證明，很顯然在軍事、國防、金融等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。在大眾商業(yè)市場，隨著技術(shù)成熟，量子通信也將具有極大的發(fā)展?jié)摿Α?br /> ?????? 量子通信是一種技術(shù)，而不是一個概念、一項標(biāo)準(zhǔn)。目前各主要國家都在量子通信領(lǐng)域投入重金研發(fā)，以期獲得發(fā)展先機掌握主導(dǎo)權(quán)。對中國來說，目前產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀，在世界范圍內(nèi)都是比較領(lǐng)先的，中國基于光通信的現(xiàn)代通信技術(shù)已經(jīng)達到國際領(lǐng)先水平，量子通信技術(shù)的研究成果不必否認(rèn)。中國高新技術(shù)的發(fā)展環(huán)境十分寬松，隨著國家大力推動量子技術(shù)的發(fā)展，將有機會成就一段技術(shù)傳奇。