神馬云計算、大數據、物聯網、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，只有技術，才是信息化社會高速發展的背后，所有高科技概念的核心。例如算法，才能讓大數據被層層剝開去分析，變得有實用價值；再例如光纖通信，這是實現數據高速傳輸、交換、存儲的根本基礎，是讓智慧城市靈動起來的關鍵技術。

去年底今年初，一直不溫不火的(de)“量子通(tong)(tong)(tong)(tong)信(xin)(xin)”，突然(ran)就大(da)(da)紅大(da)(da)紫了(le)。就看(kan)近幾(ji)天，先是中國科技大(da)(da)學潘建偉(wei)教授團隊的(de)“量子通(tong)(tong)(tong)(tong)信(xin)(xin)安(an)全傳輸(shu)(shu)創世界紀(ji)錄”，入(ru)選2014年中國十大(da)(da)科技進(jin)展；然(ran)后是量子通(tong)(tong)(tong)(tong)信(xin)(xin)首(shou)次(ci)應用于銀行業，中國工(gong)商(shang)銀行成功應用量子通(tong)(tong)(tong)(tong)信(xin)(xin)技術(shu)實現了(le)北京分(fen)行電子檔案(an)信(xin)(xin)息在(zai)同城間的(de)加密傳輸(shu)(shu)。

那么問題(ti)來了(le)：量子(zi)(zi)通信(xin)到底(di)是(shi)什么？量子(zi)(zi)通信(xin)是(shi)不是(shi)真的如傳說那樣絕不可能被竊聽(ting)？中(zhong)國在量子(zi)(zi)通信(xin)研究領(ling)域有什么地(di)位？量子(zi)(zi)通信(xin)有多大實用價值？且(qie)讓C114小(xiao)編為您一一道來。

什么(me)是量子通信？

我們就(jiu)不要(yao)引用(yong)(yong)(yong)百度百科了，太不夠(gou)逼格，還是直接引用(yong)(yong)(yong)專(zhuan)家的(de)(de)(de)(de)原話。用(yong)(yong)(yong)國際頂級量(liang)子(zi)(zi)專(zhuan)家王肇(zhao)中(zhong)教授的(de)(de)(de)(de)話說(shuo)，量(liang)子(zi)(zi)通信就(jiu)是單(dan)模光(guang)纖兩(liang)端加上(shang)能(neng)代替常用(yong)(yong)(yong)光(guang)模塊功能(neng)的(de)(de)(de)(de)、光(guang)量(liang)子(zi)(zi)態(tai)的(de)(de)(de)(de)發送和(he)接收設備，實現基(ji)于物理加密(mi)的(de)(de)(de)(de)保(bao)密(mi)通信。清華大學(xue)物理系教授王向斌也表示，量(liang)子(zi)(zi)通信簡(jian)單(dan)的(de)(de)(de)(de)說(shuo)就(jiu)是基(ji)于光(guang)的(de)(de)(de)(de)單(dan)量(liang)子(zi)(zi)態(tai)實現的(de)(de)(de)(de)通信手(shou)段，以(yi)完成(cheng)(cheng)經典通信手(shou)段無法完成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)通信任務(wu)，例如保(bao)密(mi)性(xing)任務(wu)等。

北京郵(you)電大學智能網(wang)絡安全實(shi)驗(yan)室主任李劍說(shuo)，量(liang)(liang)子(zi)(zi)通信(xin)(xin)是指利用量(liang)(liang)子(zi)(zi)力學基(ji)(ji)本原理(li)或基(ji)(ji)于物質量(liang)(liang)子(zi)(zi)特性的通信(xin)(xin)技(ji)(ji)術(shu)。它是結合(he)量(liang)(liang)子(zi)(zi)技(ji)(ji)術(shu)與(yu)現(xian)代通信(xin)(xin)技(ji)(ji)術(shu)的一種新興通信(xin)(xin)技(ji)(ji)術(shu)，在(zai)理(li)論上可實(shi)現(xian)無條件安全的鏈路(lu)數據傳輸(shu)，被認為是保障未來通信(xin)(xin)安全最重要的技(ji)(ji)術(shu)手段。

所以(yi)，量子通(tong)(tong)信與現(xian)代(dai)基于(yu)光纖的通(tong)(tong)信技術存在(zai)緊密(mi)(mi)聯系，其(qi)最大特征在(zai)于(yu)采用(yong)量子技術實現(xian)了通(tong)(tong)信的保密(mi)(mi)。當然(ran)，量子通(tong)(tong)信被形容為“絕(jue)對(dui)保密(mi)(mi)”、“無條件安(an)全”，讓很多人條件反射的認為又是一門(men)偽科(ke)學(xue)。根據(ju)分(fen)析，由于(yu)量子不(bu)(bu)可(ke)克隆、不(bu)(bu)可(ke)分(fen)割，以(yi)及“一次(ci)一加密(mi)(mi)”的通(tong)(tong)信方式，理論上(shang)在(zai)當前技術水平(ping)下，確(que)實不(bu)(bu)可(ke)能被竊聽；但量子通(tong)(tong)信本身，仍(reng)然(ran)處在(zai)研究階(jie)段，還遠遠沒有達到大規模商(shang)用(yong)化的水平(ping)，實用(yong)的量子通(tong)(tong)信網絡其(qi)保密(mi)(mi)的絕(jue)對(dui)性還有待商(shang)榷。

事實上，本次(ci)潘(pan)建偉教授及(ji)其團隊入選2014年中國十大科技(ji)進(jin)展(zhan)(zhan)，其主要貢獻在(zai)于“通過(guo)發展(zhan)(zhan)高(gao)速獨立激光干(gan)涉技(ji)術，結(jie)合高(gao)效率、低噪聲超導納米線單光子探測(ce)器，將(jiang)可以抵(di)御黑(hei)客攻擊(ji)的遠程量子密(mi)鑰分(fen)發系統的安全距離擴展(zhan)(zhan)至200公里，并將(jiang)成(cheng)碼率提(ti)高(gao)了(le)3個數量級(ji)，創下新的世(shi)界紀錄”。

中國是不(bu)是坐談(tan)之客(ke)？

三國時代，劉表(biao)單騎平定荊(jing)州，號稱八(ba)駿(jun)，善(shan)善(shan)惡(e)惡(e)，名(ming)垂當世，但(dan)被曹操譏諷為“坐(zuo)談之(zhi)客”，率大軍平定北(bei)方時，絲毫(hao)不擔心劉表(biao)從背后插(cha)刀子(zi)。對量子(zi)通信來說，中國專家現在指(zhi)點江山，自信滿滿，到(dao)底中國當前量子(zi)技術發展有沒(mei)有真材實(shi)料，是(shi)不是(shi)坐(zuo)談之(zhi)客？

量(liang)(liang)(liang)子(zi)通信(xin)(xin)只有30年(nian)的(de)(de)發(fa)展歷(li)史，對(dui)中國來(lai)說并沒有很重的(de)(de)歷(li)史包袱，因此在(zai)量(liang)(liang)(liang)子(zi)通信(xin)(xin)方(fang)面(mian)的(de)(de)研究，中國與國外諸(zhu)強基本上(shang)從開(kai)始就站在(zai)同一(yi)起(qi)跑(pao)線(xian)上(shang)。華人頂(ding)級量(liang)(liang)(liang)子(zi)通信(xin)(xin)專家(jia)，也為中國量(liang)(liang)(liang)子(zi)通信(xin)(xin)發(fa)展做出了很大(da)貢獻。在(zai)國內，不得不提(ti)的(de)(de)是(shi)潘建(jian)(jian)偉教(jiao)授及其團隊。潘建(jian)(jian)偉建(jian)(jian)設(she)早在(zai)上(shang)世紀90年(nian)代在(zai)國外留學時就已經開(kai)始量(liang)(liang)(liang)子(zi)通信(xin)(xin)研究，2008年(nian)在(zai)中國科技大(da)學建(jian)(jian)成光量(liang)(liang)(liang)子(zi)電(dian)話(hua)網(wang)，實現了“一(yi)次(ci)一(yi)密”加密方(fang)式的(de)(de)實時網(wang)絡通話(hua)；2010年(nian)7月(yue)啟動(dong)合(he)肥(fei)城域量(liang)(liang)(liang)子(zi)通信(xin)(xin)試驗(yan)示范網(wang)建(jian)(jian)設(she)，在(zai)2012年(nian)初建(jian)(jian)成世界上(shang)規模(mo)最大(da)的(de)(de)46節點量(liang)(liang)(liang)子(zi)通信(xin)(xin)試驗(yan)網(wang)。據新(xin)華社報導，合(he)肥(fei)量(liang)(liang)(liang)子(zi)通信(xin)(xin)政務網(wang)建(jian)(jian)成3年(nian)以(yi)來(lai)運行良(liang)好，通信(xin)(xin)正確(que)率達到99.6%，超過了目前移動(dong)通信(xin)(xin)網(wang)絡的(de)(de)水平。

潘建偉教授指出，量(liang)子通信(xin)技術的(de)實(shi)際(ji)應用將分三(san)步(bu)走：一(yi)是通過光纖實(shi)現城域量(liang)子通信(xin)網絡；二(er)是通過量(liang)子中繼器實(shi)現城際(ji)量(liang)子通信(xin)網絡；三(san)是通過衛星中轉(zhuan)實(shi)現可(ke)覆蓋全球的(de)廣域量(liang)子通信(xin)網絡。

2012年(nian)(nian)，新華社和(he)中(zhong)國(guo)科大合作建(jian)設(she)的(de)金融(rong)信(xin)(xin)息量(liang)(liang)子(zi)通(tong)信(xin)(xin)驗證網在北京開通(tong)，在世(shi)界(jie)(jie)上(shang)首次實現利用量(liang)(liang)子(zi)通(tong)信(xin)(xin)網絡對金融(rong)信(xin)(xin)息的(de)安全(quan)傳輸(shu)，這(zhe)是(shi)今年(nian)(nian)中(zhong)國(guo)工(gong)商銀(yin)行能(neng)夠商用城域級量(liang)(liang)子(zi)通(tong)信(xin)(xin)網的(de)基礎。2014年(nian)(nian)3月，山(shan)東(dong)濟南(nan)建(jian)設(she)的(de)“濟南(nan)量(liang)(liang)子(zi)通(tong)信(xin)(xin)試(shi)驗網”也正式(shi)投入使用。2014年(nian)(nian)，世(shi)界(jie)(jie)第一條(tiao)量(liang)(liang)子(zi)信(xin)(xin)息保密干(gan)(gan)線——“京滬干(gan)(gan)線”量(liang)(liang)子(zi)通(tong)信(xin)(xin)工(gong)程開工(gong)建(jian)設(she)，預計將于(yu)2016年(nian)(nian)交(jiao)付。

據媒體報(bao)道(dao)，中國廣域量(liang)子(zi)(zi)通(tong)信網絡計劃也已經開始，中科院戰(zhan)略先導專項(xiang)“量(liang)子(zi)(zi)科學實驗衛(wei)星”，計劃在2016年(nian)左右發(fa)射，首顆衛(wei)星發(fa)射后還將發(fa)射更多衛(wei)星，到2020年(nian)實現亞洲(zhou)(zhou)與歐(ou)洲(zhou)(zhou)的(de)洲(zhou)(zhou)際(ji)量(liang)子(zi)(zi)密鑰分(fen)發(fa), 屆時聯接亞洲(zhou)(zhou)與歐(ou)洲(zhou)(zhou)的(de)洲(zhou)(zhou)際(ji)量(liang)子(zi)(zi)通(tong)信網也將建(jian)(jian)成。到2030年(nian)左右，中國將建(jian)(jian)成全球化的(de)廣域量(liang)子(zi)(zi)通(tong)信網絡。

量子通信的實用價值

技(ji)術(shu)研究與產(chan)(chan)業化總是(shi)相(xiang)輔相(xiang)成的(de)。沒(mei)有產(chan)(chan)業化做基礎(chu)，技(ji)術(shu)的(de)研究將是(shi)無源之水無本之木。例(li)如谷歌這樣的(de)大(da)公司，每年(nian)都(dou)(dou)有很多(duo)吸引(yin)眼球的(de)項目(mu)，谷歌眼鏡、谷歌熱氣球無線網、谷歌模塊化手機等等，都(dou)(dou)是(shi)從眾多(duo)項目(mu)中脫(tuo)穎而(er)出，獲(huo)得(de)谷歌強大(da)的(de)資(zi)金(jin)支持(chi)，從而(er)具備(bei)了產(chan)(chan)業化的(de)前景。

對量(liang)子技(ji)術(shu)來說(shuo)，目前已(yi)經從(cong)科研階段進入(ru)試(shi)點階段，未來10年將向規模商(shang)用階段邁進，——這是(shi)從(cong)技(ji)術(shu)角(jiao)度(du)的(de)判斷(duan)。對市場角(jiao)度(du)來說(shuo)，互聯網本(ben)質上(shang)是(shi)一個不安(an)全的(de)網絡，而(er)量(liang)子通(tong)信(xin)在理(li)(li)論上(shang)的(de)絕對保密特征，已(yi)經得到(dao)物(wu)理(li)(li)定理(li)(li)的(de)證(zheng)明，很(hen)顯然在軍事、國防、金融(rong)等(deng)領域有著廣闊(kuo)的(de)應用前景。在大眾商(shang)業市場，隨著技(ji)術(shu)成熟，量(liang)子通(tong)信(xin)也將具有極大的(de)發(fa)展潛力。

量(liang)子通(tong)(tong)(tong)信(xin)是(shi)一種技(ji)(ji)術(shu)(shu)，而(er)不是(shi)一個(ge)概(gai)念、一項標準。目(mu)前各主要國家(jia)都(dou)(dou)在量(liang)子通(tong)(tong)(tong)信(xin)領域投入(ru)重金研(yan)發，以期(qi)獲得(de)發展(zhan)先(xian)機(ji)掌握主導權。對中國來說，目(mu)前產業化的(de)(de)現狀，在世界范圍內都(dou)(dou)是(shi)比較領先(xian)的(de)(de)，中國基(ji)于光通(tong)(tong)(tong)信(xin)的(de)(de)現代通(tong)(tong)(tong)信(xin)技(ji)(ji)術(shu)(shu)已(yi)經達到國際領先(xian)水平，量(liang)子通(tong)(tong)(tong)信(xin)技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)研(yan)究成(cheng)果不必(bi)否認。中國高(gao)新技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)發展(zhan)環境(jing)十分寬(kuan)松，隨著國家(jia)大力推(tui)動量(liang)子技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)發展(zhan)，將有機(ji)會成(cheng)就一段技(ji)(ji)術(shu)(shu)傳奇。

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