量子通讯完美保密#中美抢建网络
发布 : 2018-11-16 来源 : 明报新闻网 用微信扫描二维码，分享至好友和朋友圈 | 加关注  明声网温哥华 微信公众号 |
美国国家安全局外判技术员斯诺登2013年大爆美国情报机关如何截取全球通讯资料，震惊全球。随著社会对通讯安全的关注日增，被视为在保安上无懈可击的量子通讯近年成为各国争相研发的范畴，技术飞跃发展，其中中国发展甚至已走上世界前列。美国最近在量子通讯上动作频频，继有公司宣布建立全国首个量子密钥分发网络外，亦有大学和两大实验室合作，建造量子互联网，中美双方在量子通讯上恶斗难免。
独特「量子纠缠」 黑客难窃密
量子是物理界最小的基本单元。量子有很多有趣的物理特性，其中最著名的为量子纠缠（Quantum Entanglement），是量子通讯的核心。两颗本来纠缠在一起的量子一旦分开，不论分开多远，其中一颗粒子出现变化的话，另一颗粒子亦会即时跟随变化，爱因斯坦形容它为「幽灵般的超距作用」。科学家只要制作一对处于量子纠缠状态的量子，分给两个地方，就可透过操控其中一颗量子来令另一颗量子一起变化，实现两地通讯。科学家采用量子的另一种特性——量子密钥分发（Quantum Key Distribution）技术作加密。这种密钥拥有侦测的随机性和不可复制性，当外界侦测它，它就会出现变化。例如有黑客企图窃听或截取密钥，它会立即改变形态，收发者也能即时察觉异常。量子通讯是迄今唯一被严格证明完全安全的通讯方式。
西方长期忽视 中国后来居上
美国是对量子通讯理论和实验研究较早的国家，2004年世上第一个量子加密通讯网络就已在美国剑桥运行。虽然中国起步较迟，但在量子通讯领域，中国现已处于领导地位。2014年11月，中国研发的远程量子密钥分发系统扩展至200公里，创下世界纪录。2016年中国发射全球首颗量子科学实验卫星「墨子」号，成功作天地量子加密通讯，去年中国首条量子保密通讯干线——「京沪干线」开通，国内初步形成广域量子通讯体系，内地工商银行、北京农商银行等多家银行已率先试用。世界量子学权威、中国科学技术大学教授潘建伟表示，希望到2030年左右中国就能建成全球化的广域量子通讯网络。
英国伦敦大学帝国学院教授金明湜（Myungshik Kim）指出，中国得以后来居上，其中一个原因是西方在很长时间里都认为，现时的加密系统当中涉及的数学程式难度之高，令人们不觉得有必要使用量子加密技术，但随著电脑运算能力愈来愈强，普通加密技术已变得意义不大。量子学界先驱、奥地利维也纳大学科学院院长塞林格（Anton Zeilinger）称，有关研究并非新事物，中国亦并非在技术上领先，它领先的是在应用上面。他慨叹：「欧洲完全错过了（量子通讯）这班船。」
为了不甘后人，美国近期致力推动量子加密通讯。一家名为Quantum Xchange的初创企业上周落实协议，将在美东约800公里的光纤网络建立全国首个量子密钥分发网络，初段连接纽约和新泽西州，容许银行等公司将信息由曼哈顿安全地传到市外其他地点。
美投13亿资助10年研发计划
与此同时，芝加哥科学家正在研究创建第一个「量子互联网」，使用约50公里长的光纤连接芝加哥地区的3个研究机构：阿贡（Argonne）国家实验室、费米（Fermi）国立加速器实验室和芝加哥大学。这个项目由美国能源部拨款数百万美元资助，涉及70名科学家。另外，美国政府9月时提出投资13亿美元作10年的量子研发计划，白宫将和Google母公司Alphabet、国际商业机器（IBM）和洛歇马丁（Lockheed Martin）等巨擘讨论发展。计划已获共和、民主两党支持。（综合报道）
独特「量子纠缠」 黑客难窃密
量子是物理界最小的基本单元。量子有很多有趣的物理特性，其中最著名的为量子纠缠（Quantum Entanglement），是量子通讯的核心。两颗本来纠缠在一起的量子一旦分开，不论分开多远，其中一颗粒子出现变化的话，另一颗粒子亦会即时跟随变化，爱因斯坦形容它为「幽灵般的超距作用」。科学家只要制作一对处于量子纠缠状态的量子，分给两个地方，就可透过操控其中一颗量子来令另一颗量子一起变化，实现两地通讯。科学家采用量子的另一种特性——量子密钥分发（Quantum Key Distribution）技术作加密。这种密钥拥有侦测的随机性和不可复制性，当外界侦测它，它就会出现变化。例如有黑客企图窃听或截取密钥，它会立即改变形态，收发者也能即时察觉异常。量子通讯是迄今唯一被严格证明完全安全的通讯方式。
西方长期忽视 中国后来居上
美国是对量子通讯理论和实验研究较早的国家，2004年世上第一个量子加密通讯网络就已在美国剑桥运行。虽然中国起步较迟，但在量子通讯领域，中国现已处于领导地位。2014年11月，中国研发的远程量子密钥分发系统扩展至200公里，创下世界纪录。2016年中国发射全球首颗量子科学实验卫星「墨子」号，成功作天地量子加密通讯，去年中国首条量子保密通讯干线——「京沪干线」开通，国内初步形成广域量子通讯体系，内地工商银行、北京农商银行等多家银行已率先试用。世界量子学权威、中国科学技术大学教授潘建伟表示，希望到2030年左右中国就能建成全球化的广域量子通讯网络。
英国伦敦大学帝国学院教授金明湜（Myungshik Kim）指出，中国得以后来居上，其中一个原因是西方在很长时间里都认为，现时的加密系统当中涉及的数学程式难度之高，令人们不觉得有必要使用量子加密技术，但随著电脑运算能力愈来愈强，普通加密技术已变得意义不大。量子学界先驱、奥地利维也纳大学科学院院长塞林格（Anton Zeilinger）称，有关研究并非新事物，中国亦并非在技术上领先，它领先的是在应用上面。他慨叹：「欧洲完全错过了（量子通讯）这班船。」
为了不甘后人，美国近期致力推动量子加密通讯。一家名为Quantum Xchange的初创企业上周落实协议，将在美东约800公里的光纤网络建立全国首个量子密钥分发网络，初段连接纽约和新泽西州，容许银行等公司将信息由曼哈顿安全地传到市外其他地点。
美投13亿资助10年研发计划
与此同时，芝加哥科学家正在研究创建第一个「量子互联网」，使用约50公里长的光纤连接芝加哥地区的3个研究机构：阿贡（Argonne）国家实验室、费米（Fermi）国立加速器实验室和芝加哥大学。这个项目由美国能源部拨款数百万美元资助，涉及70名科学家。另外，美国政府9月时提出投资13亿美元作10年的量子研发计划，白宫将和Google母公司Alphabet、国际商业机器（IBM）和洛歇马丁（Lockheed Martin）等巨擘讨论发展。计划已获共和、民主两党支持。（综合报道）