江苏龙网

  1. 首页 > 资讯 > 科技 > >

量子|量子通信领域真正的国货之光 来了

20世纪最重大的科学革命是什么？毫无疑问 ， 是量子力学的建立 。 一个多世纪以来 ， 量子力学虽然备受争议 ， 但已成为现代物理学的两大支柱之一 ， 推动了半导体、激光、核能、超导、核磁共振等等的发展 ， 从根本上改变了人类的生活方式和社会面貌 。
这其中 ， 有一个更加年轻的领域 ， 也是更受争议的领域 ， 那就是量子通信 。 这是一个曾被“看不懂”的新事物 ， 如今已成为国家重点支持的前沿科技和战略新兴领域 。 一个不那么广为人知的事情是 ， 量子保密通信是近现代惟一一个由中国新创造的产业 。 近期 ， 量子通信第一股国盾量子（688027）即将在科创板上市 ， 标志着我国在量子通信产业化方面迈出了重大一步 。
量子通信：从被质疑到应用落地
量子力学是量子通信的理论基础 ， 其中 ， 叠加、纠缠原理对量子通信的研究起到了决定性作用 。 叠加原理指的是指一个量子系统可以处在不同量子态的叠加态上 ， 即 ， 你不观察它 ， 一个电子既在A点又不在A点；你一观察 ， 这种叠加状态就崩溃了 ， 它就真的只在A点或者真的只在B点了 ， 只有一个状态 ， “薛定谔的猫”就是其体现 。 而所谓量子纠缠 ， 指的是两个处于纠缠态的粒子无论相距多远 ， 都能“感知”和影响对方的状态 ， 有点类似于心灵感应 。
这两个原理违背宏观世界认知 ， 甚至可以用“诡异”来形容 。 20世纪以来 ， 关于量子力学的拥趸与质疑齐飞 ， 但同时 ， 在各大领域应用飞速落地 。
1993年 ， 美国科学家C.H.Bennett提出了量子通信的概念 ， 随后 ， 各国科学家开始进行大量研究 。 与很多中国后来居上的领域不同 ， 在量子通信这里 ， 中国科学家几乎一开始 ， 就走在前沿 。
1997年 ， 正在奥地利留学的中国青年学者潘建伟与荷兰学者波密斯特等人合作 ， 首次实现了未知量子态的远程传输 ， 这是后来被誉为“量子之父”的潘建伟在国际上第一次声名远播 。
将近10年后 ， 2006年 ， 潘建伟带领的小组、美国洛斯阿拉莫斯国家实验室、欧洲慕尼黑大学—维也纳大学联合研究小组 ， 同时实现了超过100公里的诱骗态量子密钥分发实验 ， 打开量子通信走向应用的大门 。
其后 ， 量子通信一路高歌猛进 ， 传输记录不断被打破 。 最新的重大突破是 ， 今年6月 ， 潘建伟团队联合牛津大学Artur Ekert等团队在《自然》杂志发表的论文称 ， 团队利用中国“墨子号”量子科学实验卫星实现了1000km级的基于纠缠的无中继量子密钥分发 ， 相当于北京到武汉的距离 。
2009年 ， 中国科技大学潘建伟、彭承志团队成立了安徽量子通信技术有限公司 ， 即后来的国盾量子 ， 成为最早从事量子保密通信产业化的企业 。 再之后的故事是 ， 中国量子保密通信产业化走在了世界最前端 。
QKD的信息理论安全性
在“靠不靠谱”的质疑声下 ， 潘建伟等人在量子通信领域做出的一批成就 ， 底气在于量子通信的安全性 。 现代密码学认为：一切秘密寓于密钥之中 ， 正是因为密钥 ， 量子通信走进了密码学 ， 服务于信息安全 。
现阶段 ， 量子通信的典型应用形式主要分两种：量子密钥分发（Quantum Key Distribution, QKD）和量子隐形传态（Quantum Teleportation,QT） 。 QKD主要采用1984年提出的BB84协议 ， 利用量子的不可克隆性 ， 对传统信息进行加密 ， 实现点对点的安全通信；QT是利用量子的纠缠态来传输量子比特 ， 可以实现任意远距离的量子密钥分发及网络 ， 类似于“瞬间转移” 。
如沃尔夫物理学奖获得者、量子密码的提出者之一Gilles Brassard所言 ， 量子保密通信“将最终实现所有密码学者千年来的梦想” 。
QKD是目前远距离安全量子通信的主要应用方向 。 基本方法是使用量子态来编码信息 ， 通过对量子态的制备、传输和检测来达到安全分发随机数——即密钥的目的 ， 这种分发的安全性不受人类计算能力的影响 ， 常被称为信息理论安全性 。 由于量子力学的测不准和不可克隆定理 ， 窃听者无法取得正确的密钥 。 而在传统的光纤通信方式下 ， 让光缆泄露一部分能量 ， 就能够窃听光缆传递的信号 ， 从而导致信息泄露 。


推荐阅读


上一篇：企业|天眼查：上半年国内成立超9千家直播相关企业 同比增409%

下一篇：iQOO手机|上半年高端旗舰性价比排行，黑鲨强势登顶，魅族位居第五