全球首条量子通信“京沪干线”今年建成

  量子保密通信京沪干线总长2000余公里,从北京出发,经过济南、合肥,到达上海。

  张江国家自主创新示范区的中国科学技术大学上海研究院,今年将注定成为全球瞩目的科学地标今年7月,我国将发射全球首颗量子科学实验卫星,而科学实验中心即设在该院:今年底,全球第一条远距离量子保密通信干线京沪干线将建成并验收,京沪两地及沿线的金融、政务机构可利用这条线路,进行远程数据灾备和量子安全数据传输,从物理原理上确保不可能被第三方窃听到有用信息。

  量子通信为何能从根本上解决通信安全问题?应用前景如何?记者日前走进中国科大上海研究院采访了潘建伟院士、陆朝阳教授和上海国盾量子信息技术有限公司负责人。

  基本原理:量子不可克隆

  潘建伟说,讲述量子通信的科学原理,还得从量子力学讲起。这是一个与经典力学差异很大的物理学分支,是迄今为止描述微观世界最准确的理论。

  一个物理量如果不能连续变化,只能取一些分立的值,这个量就是量子化的。好比上台阶,只能上一级台阶,而不能上半级。宏新宝棋牌网站观世界里的物理量似乎都能连续变化,但在微观世界,许多物理量是量子化的,即存在一个最小的单位,不能再往下细分。

  量子力学描述世界的语言与经典力学有根本区别。经典力学描述一个物体的状态,会给出它的明确位置;量子力学描述一个微观粒子的状态,给出的则是叠加态这个粒子在某些情况下既可能在这里,也可能在那里,没有确定位置。好比孙悟空的分身术,一个孙悟空同时出现在多个地方,孙悟空的各个分身就像是他的叠加态。在通信领域,经典通信的信号只有0和1,量子通信不但有信号0和1,还有0+1、0-1等量子叠加态。

  量子叠加原理导致了量子不可克隆原理:在量子力学中,不可能实现对一个未知量子态的精确复制,这是量子通信达到无条件安全的基本科学原理之一。

  任何窃听都会扰动量子态

  任何经典通信都存在被窃听的可能性。如打电话时,他人可通过窃听器,从通信线路中的信号中分出一些,使其进入另一根线路。窃听时,0和1这两种信号不会被扰动,所以通话者无法察觉。

  《纽约时报》去年报道,美国国家安全局被曝监听谷歌、雅虎用户的通信,不需要侵入两家公司的数据中心,只需截取光缆、电缆中传输的信息即可。这些跨国企业的数据中心分布在世界各地,用光缆和电缆相互连接,很多情况下传输信息并不加密,埋下了窃听隐患。即便采用经典加密手段,也不能确保信息安全。

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