中國實現人類首次洲際量子通信，意義何其重大！
近日，中國科學院院長白春禮與奧地利里科學院院長塞林格進行了一次網路視頻聊天。按理說，在4G手機滿天飛的年代，即便是科學大咖，網聊一個也算不上什麼新聞。但是，這次視頻和我們日常的視頻聊天有點不一樣，因為他們是通過中國「墨子」號量子通信衛星進行的，是人類首次實現洲際量子保密視頻通信！
在5G手機網呼之欲出、未來移動通信速率有望秒殺WIFI的時代，量子通信是一個什麼東東？對我們的生活有什麼意義呢？
當下，人們對網路最直觀的要求是快，這直接關係到我們用網的愉悅體驗，比如看視頻不卡、秒到心儀的商品等等。其實，網路還有另外一個隱藏的變數，那就是信息安全。像銀行賬號、付款密碼這樣的東西，我們是絕對不希望被別人看到的。如何保守這些秘密，就涉及到網路安全問題。這一次中奧科學院院長之間的量子保密視頻通信，用到的就是一種絕對無法破譯的終極加密手段——量子密鑰分發。
實際上，兩位院長之間進行的視頻聊天，仍然是通過傳統的互聯網。但視頻本身是經過加密的，如果沒有演算法和密鑰，第三者即便能夠截獲視頻信號，也無法解密。而能夠解密這段加密視頻的密鑰，是通過中國「墨子」號量子通信衛星進行分發的。基於量子通信的特性，「墨子」號分發的密鑰是無法測量、無法複製、無法竊取的。這就從物理層面保證了密鑰的絕對安全。而沒有密鑰，兩位科學家之間的加密視頻便無法破譯，從而真正做到了信息的絕對安全。
其實，密碼、密鑰、演算法這三樣東西是人類用了幾千年的秘密傳送信息的方法，現在的量子保密通信，也基於這個古老的方法。
在古代歐洲，有一種叫做凱撒密碼的加密技術，就是把明文里每一個字母按照某一個方向，向前或者向後錯動幾位，變成另一個字母。比如A，向後錯兩位就變成C。明文裡面所有的字母全部以此類推，向後錯兩位。這其中，「向後錯」就是所謂的演算法，「兩位」就是密鑰。當一篇明文被演算法和密鑰一碰，就變成了誰也讀不懂的密碼。這種加密叫做「對稱加密」。
接收到密碼的一方要想解密也很容易，只要他知道演算法「向後錯」還有密鑰「兩位」，就可反過來一解，明文就出來了。可以看出，採用對稱加密手段，密鑰一旦被第三方破獲，密碼就完了。為了保證密鑰的絕對安全，有人想出了「一次一密」的加密方法。所謂一次一密，指的是每次通信使用的密鑰都不同。但是，要做到「一次一密」，在量子通信技術問世之前是不可能的。
因為，「一次一密」的保密通信，就意味著每次傳送密碼的同時，還需要向兩方分發密鑰。而這個密鑰在分發中很容易被竊聽、複製。只有當密鑰的分發從物理層面徹底杜絕被竊聽和複製的可能，「一次一密」才有可能實現。
中國「墨子」號衛星，乾的就是這個事情——量子密鑰分發。
「墨子」號衛星，可以從太空向地面上的兩端分發由一個個光子組成的量子密鑰。密鑰是被載入到一個個單個的光子上面的。少一個光子，密鑰都不完整。因為量子力學的原理，這些光子一旦被測量就會變，即便被複制也是廢的。所以，量子密鑰分發從物理層面保證了密鑰的絕對安全。
而將一個個光子精準傳送，屬於當今世界絕對的黑科技。以往科學家想利用光纜傳送，但是發現光子在光纜中傳送不遠。又由於進行的是量子通信，想要像傳統光纜通信那樣把信號複製再放大就會破壞信息。因此，光纜傳送最遠的距離，就是目前中國京滬量子通信網，這已經是世界頂尖的技術了。
如果想要進行穿越地球的遠距離通信，中國科學家提出「上天」，利用衛星來進行光子的天地傳輸，因為太空中光子的衰減比較小。但是要準確地把運行在幾百上千公里太空中發出的光子，接收到地面站的鏡頭中去，其精準程度就相當於在太空中的一根針要對準地面上的一根針。倒退十年，是想也不敢想的高科技。但是，中國的「墨子」號衛星乾的就是這樣極端的事情。
而且這次中歐科學院長進行的是視頻通話，而不是發簡訊，視頻的數據量很大。量子保密通信「一次一密」的另一個原理是密鑰和密碼等長。想想看，兩位院長聊個十分鐘，「墨子」號衛星要傳送多麼海量的數據。這是以儀器的高度穩定性和可靠性做保證的。
這次視頻通信釋放的另一層含義就是，「墨子」號的量子密鑰分發技術完全具備大規模商業性應用的能力。如果能夠向太空中發射數十顆「墨子」號，像北斗衛星那樣建成一個覆蓋全球的量子密鑰天地分發網路的話，量子保密通信就將不僅僅是科學大咖之間隔空論道的神器，而有望為廣大普通百姓在網購、電子交易中保駕護航，各種因為信息被盜而導致的電信網路詐騙、刑事犯罪、治安問題都將不復存在，我們的社會也將更加和諧。
此外，中國「墨子」號量子保密通信網路，也有可能成為未來世界量子保密通信網的標準，這其中的商業利益是無可限量的！
（作者為「環球銳評」評論員）
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