作者:记者 倪伟波 来源: 发布时间:2016-8-19 15:30:3
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2016年4月26日,安徽合肥正多雨时节。
中共中央总书记、国家主席习近平走进中国科学技术大学,视察量子通信等高新技术。
在察看了量子通信等量子信息科学研究的成果展示后,总书记来到量子通信“京沪干线”和量子科学实验卫星总控中心,听取了188体育app:院士、量子科学实验卫星首席科学家潘建伟对于量子通信网络建设、运行和应用情况的详细介绍。
“很有前途、非常重要。”对于量子通信研发工作,总书记给予了充分肯定。同时,总书记指出,这些科研成果表明中国科大在新兴产业发展方面动作快、力度大、成绩明显。
在中国科大人眼中,总书记的这番话不仅是对广大科研人员的鼓励,更是寄予了殷切的期望。
其实,国家对量子通信研发工作的关注由来已久。
2006年2月9日,国务院发布《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》,将以量子通信系统为核心的量子调控技术列入了科技部4项“重大科学研究计划”之一。
2013年7月17日,总书记在188体育平台考察工作时指出:“科学家们开始调控量子世界,这将极大推动信息、能源、材料科学发展,带来新的产业革命。量子通信已经开始走向实用化,这将从根本上解决通信安全问题,同时将形成新兴通信产业。”
时隔两年。2015年11月,《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》发布。建议指出,以2030年为时间节点,再部署一批体现国家战略意图的重大科技项目,力争有所突破。在入选的首批重大科技项目中,量子通信再次位列其中。
进入21世纪,信息科学已经从“经典时代”跨越到“量子时代”,成为各国未来高技术的战略竞争焦点之一,量子信息领域产业化的未来潜力也越来越得到世界各国的认可。
如今,量子通信已进入国家顶层设计,国家层面的专项投入和政策扶持更为其快速发展注入了强劲动力。
“无条件”安全
在新一代通信设备和互联网技术高速发展的今天,信息安全领域早已成为世界强国之间无形的战场。
尤其是“棱镜门”事件后,包括通信安全和网络安全在内的信息安全得到了国家和政府的高度关注和空前重视。此后,各国政府快速采取了一系列政策和措施,将信息安全保卫战上升到了国家战略层面。
从理论上来说,传统的数学计算加密方法都是可以破译的,再复杂的数学密钥也可以找到规律。特别是伴随着现代计算机的诞生并飞速发展,破译数学密码的难度系数也逐渐降低,现有的密码系统受到强烈的挑战。
然而幸运的是,量子理论为人类追求信息的“绝对安全”打开了一扇窗。
在保密通信领域,量子通信是迄今为止唯一被严格证明“无条件安全”的通信方式。通过量子通信,人们可以从根本上解决国防、金融、政务、商业等领域的信息安全问题,也正因如此,量子通信也被称为是继微电子信息之后,最可能引发军事、经济、社会领域又一次重大革命的关键技术。
量子通信之所以“神奇”,在于其特别的“量子密钥”。量子密钥分发过程被严格证明是绝对安全的,因为它的安全性不依赖于计算的复杂性,而是基于量子力学基本原理,因此不会受到计算能力和数学水平不断提升的威胁。
量子密钥采用具有量子态的物质作为密码,一旦被截获或者被测量,其自身状态就会立刻发生改变。截获量子密钥的人只能得到无效信息,而信息的合法接收者则可以从量子态的改变中得知量子密钥曾被截取过,是否被窃听便可了然于胸。
将量子密钥应用于量子通信中,就是量子保密通信。与传统通信方式相比,量子保密通信采用的是“一次一密”的工作机制。通话期间,密码机每分每秒都在产生密码;一旦通话结束,这串密码就会立即失效,且下次通话不会重复。可以说,利用量子密码系统加密的信息不仅现在是绝对安全的,未来同样绝对安全。
聚焦太空 挑战极限
由于量子通信技术的巨大优势及潜力,世界各国特别是欧盟、美国和日本纷纷投入了大量的人力、物力进行通信的理论和实验研究。
目前,光纤量子密码技术正从点对点量子密钥分发的初级阶段,向实现多节点网络内的量子安全性方向深入发展,全球各地正在加紧进行量子通信系统的实用化和工程化建设。
从各国战略计划看,无论是欧盟联合12成员国发展的基于量子中继和卫星的自由空间量子通信链路,还是美国政、企、校联合展开研制的量子互联网,亦或是日本计划到2040年建成极限容量、无条件安全量子通信网络的目标,各国誓要抢占量子通信未来制高点的“野心”已经明朗。
如今,中国科研团队基于光纤通道的量子密钥分发 |