新年伊始傳佳音：量子信息技術在安徽省邁出民用關鍵一步。近日，中國電信宣布推出行業內首款量子安全通話產品——「量子密話」，已在安徽成功試商用。
據當地電信公司介紹，用戶如需辦理量子安全通話業務，可攜帶身份證前往當地營業廳，更換定製的量子安全通話SIM卡，全程只換卡不換號，也不需更換手機。
不換手機只換卡，就能在日常通話中體驗到量子技術的保密護航，是不是感到既神秘又驚喜？那麼，這款SIM卡的工作原理是啥？和普通SIM卡有啥區別？
量子密鑰身負「神功」
回答以上問題，我們先要弄懂一個相關概念：量子密鑰。
量子密鑰，是指使用量子信息技術製備出的密鑰。
說到密鑰，大家可能不會陌生。密鑰和密碼算法組成了密碼技術的核心，其中密碼算法通常是一些公式、法則、運算關係，密鑰則可看作算法中的可變參數，信息加密過程就是通過密鑰把明文（原始信息）變成密文（明文變換後的信息）。
當前，中國電信通過推出支持量子信息技術的SIM卡晶片，就能提供「安全通話+量子密鑰」的服務。其工作原理在於，通過量子信息技術製備出量子密鑰，對通話語音進行加密後再傳送，從而實現通話內容的保密。
目前來看，國內外可製備量子密鑰的量子信息技術主要包括QKD（量子密鑰分發技術）和QRNG（量子隨機數，是使用量子原理製備隨機數的技術）。量子密鑰的特點在於其具有真隨機性，密鑰生成基於物理機制而非數學算法。
2020年5月14日，三星聯合SK電訊發布了全球第一款5G量子智慧型手機Galaxy A Quanyum，在手機內置了量子隨機數晶片
所謂真隨機性，這是相對普通加密方式而言的。拿大家日常都能接觸到的手機驗證碼來說，我們平時在登錄一些APP時常需要通過手機號碼獲取驗證碼進行身份驗證。這時，大家收到的驗證碼就是隨機數發生器所產生的字符。
雖然從一般用戶的角度來看，這樣隨機產生的驗證碼足可達到安全保密的效能，但其實計算機和經典物理過程產生的隨機數在考慮到所有變量的情況下是可以被模擬出來的，而利用一些量子物理現象——例如量子態的坍縮產生的隨機數才是真隨機數。
不僅如此，「量子密話」還有另一保密「終極武器」：密鑰「一次性」使用。即使某次密鑰可能會在使用後被對手用巨大的演算破解，但這也是徒勞。因為密鑰「用後即廢」，下一次通話使用的就是新生成密鑰，「子子孫孫無窮匱也」，再強大的對手也只能望層出不窮的「新密鑰」而興嘆。
「量子密話」操作簡便
說了這麼多，神奇的「量子密話」到底如何使用呢？
「量子密話」第一要件：通話雙方手機都支持該功能。用戶每次發起「量子密話」時，通話會隨機抽取晶片內的一個量子密鑰與後臺建立連接、校驗身份信息，認證通過後，再另外實時生成一個新密鑰作為會話密鑰，認證密鑰與會話密鑰分離，用後廢棄。這樣一來，就可以實現從主叫方手機到被叫方手機間的端到端加密。
據有關人士現場實際操作，打開手機聯繫人界面，能看到在常規的小話筒形撥打鍵旁邊，還有「盾牌+小話筒」圖案，就是啟動「量子密話」的按鍵。點擊後，手機屏幕進入呼叫界面，顯示「量子通話呼叫中」，對方接聽後，轉而顯示「端到端量子加密通話中」，通話體驗與常規通話相同。
安全保密前景可期
據了解，「量子密話」並未使用到量子糾纏、量子隱形傳態等技術。短期內，該服務的用戶群體或主要為政務、軍隊、金融、大中企業等。
中國電信透露，未來5年，將為10個城市的公共安全提供「量子安全雲」，為100個城市提供量子安全組網方案，為10000個政企客戶提供量子安全加密解決方案，為1000萬移動終端用戶提供量子安全通話服務。
對此，也有網友認為，如果單純是通話加密，那麼這項服務對於普通人來說並非剛需。但若相關手機製造商能基於量子信息技術推出手機系統全方位加密服務，防止手機遭病毒入侵或信息洩露，將會更有市場。
主要參考資料來源：
[1]《量子安全通話SIM卡來了：安徽首批嘗鮮，換卡不換號》，澎湃新聞網，虞涵棋
[2]《無條件安全通信方式到來，「量子密話」開始試商用》，中國科技網，劉豔
本期編輯：高 健