中國量子科技再突破!構建全球首個通信網,抵禦所有已知黑客攻擊

從人類有歷史以來，如何在不洩密的情況下傳遞信息，就是人類一直希望解決的問題。傳統的辦法就是加密，本質上就是讓信息更加複雜。被截獲到的信息，如果沒有密鑰，在有限的時間裡，無法完成破譯需要的計算。但這樣的加密還是有破解的可能性，那就是提高計算能力。而量子通信，經過論證。在理論上，只要通信雙方設置了密鑰，就一定不會被破譯。2021年1月7日凌晨，一篇論文震驚了世界。這篇來自中國科學技術大學，發表在《自然》雜誌上的論文宣布，廣域量子保密通信技術，已經具備基本的實際應用條件。

為什麼量子技術可以進行通信而且保密性非常高。因為量子的相干摺疊會使得量子產生特性。舉個例子，一個位置狀態的單光子，無法複製其狀態。因為要複製就得測量，但是測量就會導致單光子的狀態被擾動。沒有辦法獲取單光子的準確信息，也就沒有辦法對單光子的狀態進行準確複製。這是量子通信保密的科學原理。在通信過程中，雙方使用用單光子狀態建立通信密鑰。竊聽者沒辦法把單光子分離，讓其一般傳送，一半測量用來獲取密鑰。也沒有辦法測量單光子進行複製，這樣就會導致單光子狀態被擾動，導致竊聽者暴露。

在這次實驗中，研究團隊構建了700多條地面光纖量子密鑰分發（QKD）鏈路和廣域量子通信網絡。在京滬保密幹線和「墨子號」量子衛星上，進行了一次跨度4600公裡的密鑰分發。這裡解釋一下什麼是QKD，量子密鑰分發主要有兩種方式，第一是光纖，第二是自由空間，區分依據是通信通道。相比之下，光纖QKD技術通信通道比較穩定，不容易受到外界因素幹擾。在通行區域內，QKD技術可以讓信號安全穩定地傳遞到接收者那裡。而在一些光纖技術無法使用的環境下，QKD可以通過通信微信連接通信通道，連接光纖和自由空間，做到全球化量子通信。

在建設過程中，科研團隊先後攻克了高度量子密鑰犯法、光子探測等實現量子保密通信的重要技術。建成之後，科研團隊繼續進行了技術驗證和穩定性、安全性試驗。在經過光子數分離攻擊、致盲攻擊……和一系列潛在的木馬攻擊後，發現目前所有的黑客技術都沒辦法竊取到量子保密通信的密鑰。

這兩年的試驗，科研人員還測試了量子保密通信技術在各個領域的實際應用。中國科研人員搭建了量子保密通信的基礎，未來，量子保密通信技術將在全球應用。建立一個全球性的網絡，通過這種高度保密的通信技術，相信人類的科技發展會進入一個新的領域，我們的生活也會變得和之前不一樣，而這些都是那些廢寢忘食的科研工作者帶給我們的。