厲害了我的國:中國量子通信技術全球頂級水平,西方遙不可及的夢

2020-12-03 程序猿的內心獨白

現在全球已經進入信息化時代,信息安全也就成了目前高科技領域之一。

不知道家知不知道「稜鏡門」事件,2013年美國CIA前僱員斯諾登曝光了美國國家安全局的「稜鏡計劃(PRISM)」。

這個「稜鏡計劃(PRISM)」很恐怖的,像大家熟悉的微軟,谷歌,蘋果,雅虎等9家國際巨頭都參與其中,你的每一封郵件,每一個電話,網站瀏覽記錄,社交軟體發出的消息都在被時刻監控。

不只是美國公民,全世界所有國家都處在美國天羅地網般的稜鏡中,是不是很讓人毛骨悚然。

作為信息技術革命的引領者,美國在情報監控方面確實無孔不入。

我們一般人的隱私信息洩露可能並無大礙,那國家的一些重要信息,比如金融、軍事、科研等安全信息洩露,這可是關乎一個國家的存亡。

一面面「稜鏡」如同一把把懸在頭上的利劍,讓我們國家信息安全受到嚴重威脅。

中國的信息需要更加安全,要有難以破解的信息加密傳輸方式來應對美國這個「世界警察」。

墨子號上天,京滬幹線落地

以前我們講了不少這樣的套路:美歐在某個領域發展了多少年,有多少黑科技,然後中國奮起直追,終於國產化。

但是」三十年河東,三十年河西「,現在我國的量子通信衛星和幹線,已經成為全球唯一,我國是「第一個吃螃蟹的」。

2016年8月16號,這一天註定是量子通訊歷史上的裡程碑。

我國自主研製的世界首顆量子科學實驗衛星「墨子號」成功發射。

並在今年6月首次成功實現千公裡級的星地雙向量子通信,為構建覆蓋全球的量子保密通信網絡奠定了堅實的科學和技術基礎。

2016年9月29日,北京和奧地利首都維也納進行了首次量子加密視頻通話。

可不要小看這次通話,這可不是一次普通意義上的通話,它是使用量子技術進行電話安全加密的現場演示。

這是我國標誌著量子通信領域的巨大突破,並展示了我國量子技術對信息傳輸和保護的巨大影響。

就在當天下午,世界首條量子保密通信幹線—「京滬幹線」正式開通。

以後可以用於軍事、金融、政務等領域信息的加密安全傳輸。

金融機構、媒體、大型企業都可以享受到這份福利,都可以成為量子加密通信的使用者。

中國量子通訊憑什麼世界領先

過去,量子通信技術一直都是歐美國家壟斷著,但是近幾年量子通信領域的研究成果都發生在中國,肥而全頻頻刷新記錄,這是為什麼呢?

對此潘建偉院士是這樣解釋的:發射衛星是一個非常複雜的過程,需要一個非常龐大的團隊來做。例如衛星平臺、空間光跟瞄、地面大型望遠鏡的接收等等。除了我們團隊之外,有中科院上海技術物理研究所,有中科院光電技術研究所,有中科院上海微小衛星工程中心,有南京紫金山天文臺,北京的國家天文臺,中科院上海光學精密機械研究所,中電集團第44研究所等將近十幾個研究所,好幾百人一起來做。這就是我們的制度優勢了,可以集中力量和資源辦大事,美歐就做不到這一點。

那中國頻頻在量子通信領域突破,歐美那些勢利眼的國家怎麼可能坐的住。

2017年,歐美開始砸錢布局量子通訊領域。

歐盟委員會發布《量子宣言(草案)》,計劃於2018年啟動10億歐元的量子技術項目。

美國更是將「量子躍遷」作為「6大科研前沿」之一,要加大投入力度。

「不可破解」的量子通訊背後的秘密

講到量子通訊,就不得不提它的原理「量子糾纏」。

很多人可能無法理解量子糾纏,那我們用個簡單的例子說明一下:假如有一對心有靈犀的的雙胞胎,縱使天各一方,弟弟有難,哥哥立馬能感應到。

量子糾纏講的就是這樣一對雙胞胎量子,我們把它們分開,改變其中一個的狀態,另一個量子的狀態也會改變,從而實現信息的傳輸。

「墨子號」就成功地把這對雙胞胎拉開了上千公裡,從而實現超遠距離的量子通信。

量子通信為什麼會這麼安全呢?

那是因為量子力學中還有另一個經典現象「量子疊加」。

薛丁格的貓大家都有聽過吧,薛丁格的貓這個實驗講的就是這樣一個矛盾的狀態。

在量子力學中,沒打開箱子前,箱中的一隻貓可能是死的,也可能是活的,它由兩種矛盾的狀態疊加而成。

當你打開箱子看的時候,確定了貓的死活,這種疊加態就消失了。

所以美國如果竊聽我們衛星通訊的數據,這種量子疊加態的數據就立馬消失,永遠也得不到的被加密的信息和秘鑰。

可能有些人還是不懂,那我們再用一個簡單的例子來說明:比如你要查看別人的信息,你必須要去複製他的信息,然後破解後查看,量子加密通信的信息也是同樣要去複製,但量子加密的信息與普通信息不同的是,當你讀取複製它的時候,它已經發生了改變,不再是你想要查看的信息,所以就算解密成功了,也是錯誤的信息。

所以,從理論上來說量子加密信息是無法破解,這就比傳統的無線通訊等方式要更加安全。

但量子通信不僅僅是安全,它的傳輸速度還很快。

「墨子號」項目負責人,中科院院士潘建偉率領的團隊在國際上首次用實驗證明:在所有相對地球以千分之一光速或更低速度運行慣性參照系中,量子「心靈感應」速度至少為光速的一萬倍。

在我們的生活中可能很多人還沒感受到量子通信,其實量子通信已經應用在我們生活中的方方面面。

比如目前的工商銀行、北京農商行等多家銀行率先試用了量子通信加密技術,它們都是量子通信的首批用戶。

工商銀行數據中心(北京)網絡部總經理任長清曾在接受採訪時介紹:現在工行試點的部門,就是通過國盾的量子加密技術,將數據從數據中心傳輸到同城的另一個機房內。

我們相信,未來我們的手機通信,光纖網絡都有可能採用量子加密的方式,這樣我們所有的信息都將更加安全。

我國近幾年高科技領域的飛速發展,不止在量子通信領域有這些重大成就,像華為的5G技術、載人航天領域、超級計算機、北鬥衛星導航系統、量子晶片等領域都是已成為世界的佼佼者,央視最新的記錄片《科學的力量》正講述著這些故事。

在中國的城市裡,深山裡,荒漠中,甚至地底深處,各種大型尖端科學儀器正在運行或建造。

甚至還有不少高度機密的科研項目,目前還不方便公布。

幾乎每天都有新的發現,或許這些發現很微小,甚至小到微不足道,但累積起來,就會變成一個影響世界的大發現。

當然,在科技上,我們跟美國還有很大的差距。中國還需要更多的科學家。

現在我們小學也開科學課,但確實有一個問題,就是好多學校不知道怎麼上科學課,因為沒有積累,有的甚至是音樂課老師來上科學課。

這就麻煩了,因為科學課是對老師要求最高的學科,是真的要上知天文下知地理,還要懂教育方法,才能讓孩子愛上科學。有了興趣,那什麼都好辦了,就算孩子有時候像陳雲霽樣,脫離一下,但很快又會回到正軌。

現在的科學課很多就是考試時發點資料,讓孩子去死記硬背。完全不考慮孩子是不是真的對科學感興趣了。這樣反而扼殺了孩子對科學的愛好。

家長可以給孩子準備一些能夠激發孩子興趣的書。

昨天還有一位家長問我有什麼好的科學雜誌,他說他以前就是看科學雜誌的了解科學的,但現在不知道給孩子定什麼雜誌好。

他覺得定雜誌是一個很好的方式,買一堆書,孩子有時候會有壓力,而且書太多反而不讀。雜誌一個月一本,看完一本,會對下一本有期待感,能夠讓孩子珍惜書籍。

我給他推薦了《萬物》雜誌。

《萬物》雜誌是 《科學美國人》的子雜誌,《科學美國人》是世界上最牛的大眾科學雜誌,起源於1845年的雜誌,至今已經有一百多年的歷史,是《自然》的姐妹出版物。

《科學美國人》走普及路線,主要給高知識份子提供科普知識,到目前為止,有151位諾貝爾獎得主為其撰稿。其中包括了愛因斯坦這樣的大牛。下面是《環球科學》部分撰稿人:

它還有個少兒版,在美國叫《How it works》

每一期都會講當時最熱門的科技。而且是身邊的科技,比如機場安檢分解:

未來海上城市的解剖:

超音速賽車內部:

火箭拆解圖

還有生物學知識,比如一條鯊魚的內部是什麼樣的:

人類的眼球:

人腦發育:

腸道細菌如何影響你的大腦:

地質內容也有講,大滅絕的時間軸:

核冬天的形成:

天文學也有:

還有歷史知識,比如中世紀騎士和日本武士的對比:

古羅馬軍隊強大的秘密。

日本古代城池解剖:

這個雜誌包羅科學的各個領域,是陪伴美國數代孩子成長的雜誌。

引進後的書名就是《萬物》,講解萬物運轉的秘密,講解萬物中的科學知識。

雜誌知識涉獵廣泛,資訊新鮮,有很多前沿科學知識和話題,涉及交通運輸、工程機械、生態環境、太空探索、歷史人文等等。

雜誌圖片對知識的呈現讓人驚嘆,能在紙面上呈現出三維的效果...

大開本,讀起來眼睛舒服!比一般的雜誌都大,也比A4紙還大點兒,印刷質量精良...

給孩子定上這樣的雜誌,孩子以後每個月都可以收到來自科學的大禮。

雜誌的每一頁都特別的美。

孩子一定會喜歡上。

這套書適合5到90歲的孩子。尤其小學高年級到高中的孩子。

送禮最好送雜誌,為什麼呢?因為訂好之後,對方每個月都會收到你的誠意。How It Works 國外訂購1年價格是 116 美金(相當於人民幣 777元),運費另付。

而中文版《萬物》價格就相當給力了.

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要看雜誌,就看這個品類最傑出的,也應該讓孩子接觸最新科技。因為現在發展太快了。百年前,一個人不識字也可以過得很好,現在沒有文化孩子真的很難出頭。

大家可以點下面的橫條參團。給孩子每個月的科學養份。

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