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黑客飯碗要不保？全球首個一體化廣域量子通信網絡雛形
日前，中國科學院院長白春禮與奧地利科學院院長安東·塞林格通過量子保密通信網絡進行了一次視頻通話。據悉，這是歷史上首次洲際量子保密通信，通話內容經過量子加密后無法破解。
英國《每日郵報》對此表示，這是世界上第一個“不可破解”的量子通信技術支持下的視頻通話，預示著超級安全通信、“永遠不會被黑客入侵” 的新時代就要到來。
“京滬干線”：全球首個天地一體化廣域量子通信網絡雛形
9月29日下午，世界首條量子保密通信干線——“京滬干線”正式開通，即結合“京滬干線”與“墨子號”的天地鏈路，我國科學家成功實現了洲際量子保密通信。據媒體報道，這標志著我國在全球已構建出首個天地一體化廣域量子通信網絡雛形。
當日下午，中國科學院院長白春禮與奧地利科學院院長安東·塞林格通過量子保密通信網絡進行了一次視頻通話。
這次通話使用的量子密鑰，信號是這樣“走”的：先通過“京滬干線”北京控制中心與“墨子號”衛(wèi)星興隆地面站的連接，打通天地一體化廣域量子通信的鏈路，然后通過“墨子號”與奧地利地面站的衛(wèi)星量子通信，來到7000多公里以外的歐洲。
“京滬干線”是一條連接北京、上海，貫穿濟南和合肥的量子通信骨干網絡，全長2000余公里，可滿足上萬名用戶的密鑰分發(fā)業(yè)務需求。通過這條線路，交通銀行、工商銀行、阿里巴巴集團也實現了京滬異地數據的量子加密傳輸等應用。
量子通信是迄今唯一被嚴格證明無條件安全的通信方式，可以有效解決信息安全問題。據悉，未來將以“京滬干線”為基礎，推動量子通信在金融、政務、國防、電子信息等領域的大規(guī)模應用，建立完整的量子通信產業(yè)鏈和下一代國家主權信息安全生態(tài)系統(tǒng)，最終構建基于量子通信安全保障的量子互聯網。
據悉，中國和其他四個地方，新加坡，意大利，德國和俄羅斯之間進行類似的測試對話，已在計劃之列。
現場試驗：加密后的網購信息將不可破解
互聯網時代，大數據、物聯網成為不可否認的趨勢，與此同時，網絡安全問題一直也是懸在互聯網企業(yè)頭頂的“一把利劍”。就拿最普通的網購來說，雖然都經過加密，但這些信息并非不可破解。
“京滬干線”項目科學家現場演示了量子保密通信的一個實際應用——通過“京滬干線”把銀行的一筆錢從上海轉賬到北京，來直觀解釋其中的原理：
首先，由于“不可分割”，竊聽者無法分割出半個量子進行測量;其次，測量必然會改變量子的狀態(tài)，竊聽者也不能截取量子之后，去測量它的狀態(tài)，因為這樣竊聽行為會暴露;第三，未知的量子態(tài)無法被精確復制，竊聽者即使截取了量子，也不能精準復制量子狀態(tài)來竊聽，得到的只能是“偽碼”。
“京滬干線”項目工程總師陳宇翱表示，由于量子具有“不可分割”“測不準”“不可克隆”等特性，量子保密通信在原理上是絕對安全、不可破解的。
目前，這項技術并不局限于實驗室里。我國已經率先將量子通信帶到了日常生活中，讓以量子密鑰通信終端設備、全通光交換、網絡路由設備為核心的量子信息安全系統(tǒng)，為涉密信息“保駕護航”。
此外，京滬干線的建成和開通也將吸引和培育一批量子保密通信領域的上下游企業(yè)，使量子保密通信產業(yè)成為我國重要的戰(zhàn)略性新興產業(yè)。
知識延伸：從愛因斯坦的“幽靈”說起
量子通信，是指利用量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型的通訊方式。追溯量子通信的起源，還得從愛因斯坦的“幽靈”——量子糾纏的實證說起。
量子糾纏是一種奇特的量子力學現象，通俗地說，兩個處于糾纏狀態(tài)的量子就像有“心靈感應”，無論相隔多遠都可瞬間互相影響，愛因斯坦稱之為“鬼魅般的遠距作用”。
依據建立在“不確定性原理”基礎上的“量子糾纏”，科學家們提出了“量子通信”的設想，按照不確定性的原理，這種傳輸信息的方式從根本上杜絕了被破譯的可能，即使信息被截取，其“不確定性”使得破譯者根本無從下手。
但要讓量子通信實用化，需要實現量子糾纏的遠距離分發(fā)。量子糾纏分發(fā)，就是將一對有“感應”的量子分置于兩地。但量子地面?zhèn)鬏敓o論通過光纖或大氣都有較大信號損耗，此前國內外地面實驗傳輸距離一直停留在一百公里量級。解決這個問題的一個有效辦法就是利用衛(wèi)星向地面分發(fā)。
2016年8月16日1時40分，中國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長征二號丁運載火箭成功將世界首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”發(fā)射升空。這將促使中國實現在世界上首次實現衛(wèi)星和地面之間的量子通信，構建天地一體化的量子保密通信與科學實驗體系。
對于量子時代的科研與應用，我國科學家有著清晰的路線圖：通過量子通信研究，從初步實現遠程量子通信網，到實現多橫多縱的全球量子通信網絡;通過量子計算研究，為大規(guī)模計算難題提供解決方案，實現大數據時代的信息有效挖掘;通過量子精密測量研究，實現新一代定位導航、激光制導、水下定位、醫(yī)學檢測等。
