三問：為何保密性高？

　　量子具有測量的隨機性和不可復制的特性，幾乎不可能被破譯

　　以往用微電子技術為基礎的計算機技術傳遞信息極易遭遇竊聽。

　　“因為傳統(tǒng)通信的密鑰都基于非常復雜的數(shù)學算法，只要是通過算法加密的，人們就可以通過計算進行破解。而量子通信則可以做到很安全，不被破譯和竊聽，這在數(shù)學上已經獲得了嚴格的證明。”張文卓說。

　　這種“很安全”是如何實現(xiàn)的？這就要說到在講量子密鑰分發(fā)時提到的量子的另外兩個特性——測量的隨機性和不可復制。

　　什么是量子測量的隨機性？

　　張文卓說：“在量子力學里，光子可以朝著某個方向進行振動，叫做偏振。因為量子疊加，一個光子可以同時處在水平偏振和垂直偏振兩個量子狀態(tài)的疊加態(tài)。這時，如果你拿一個儀器在這兩個方向上進行測量，就會發(fā)現(xiàn)，每次測量都只會得到其中一個結果：要么是水平的，要么是垂直的。測量的結果完全隨機。”

　　而在日常的宏觀世界里，一個物體的速度和位置，一般是可以同時準確測定的。比如飛機來了，雷達就可以把飛機的速度、位置都準確測定。

　　“但在量子世界，測量會破壞或改變量子的狀態(tài)。如果我們把一個量子的位置測準了，它的速度就測不準了。”張文卓說。

　　既然測量量子的狀態(tài)會出現(xiàn)隨機的結果，那么人們自然也無法對一個不知道其狀態(tài)的量子進行復制，這就是量子不可復制的特性。

　　利用這兩個特性，量子通信也就保證了安全。“在量子密碼共享或量子態(tài)傳遞過程中，如果有人竊聽，它的狀態(tài)就會因竊聽(測量)發(fā)生改變，密碼接收的誤碼率會明顯增加，從而引起發(fā)送者和接收者的警覺，而停止該信道的發(fā)送。如果竊聽者一直在這個信道存在，可以換一個沒有發(fā)現(xiàn)竊聽者的信道重新發(fā)送。”張文卓說，“因為能及時發(fā)現(xiàn)竊聽者，加上量子的不可復制也使得竊聽者無法采取信息復制的方法來獲得合法用戶的信息，所以，量子通信具有很強的保密性。”

　　四問：能否取代傳統(tǒng)通信？

　　這是兩種不同的通信形式，量子通信是為了讓傳統(tǒng)的數(shù)字通信變得更安全

　　量子通信既然這么厲害，那未來會不會取代傳統(tǒng)通信？

　　張文卓說：“實際上，量子通信的目標并不是要把傳統(tǒng)的數(shù)字通信給取代掉。比如量子密鑰分發(fā)，它本身是為了讓傳統(tǒng)的數(shù)字通信變得更安全，并不能獨立存在。而量子隱形傳態(tài)則完全取決于量子計算機的發(fā)展。只有未來所有的經典計算機都被量子計算機取代了，才完全會用這種通信方式。但問題是，量子計算機和傳統(tǒng)計算機就好比核武器和常規(guī)武器，是不可能完全取代彼此的。未來應該是量子通信和傳統(tǒng)通信一起構建天地一體化通信網絡。”

　　量子通信事關國家信息和國防安全，這個戰(zhàn)略性領域已經成為發(fā)達國家優(yōu)先發(fā)展的信息科技和產業(yè)高地。

　　美國對量子通信的理論和實驗研究開始較早，并最先將其列入國家戰(zhàn)略。歐盟則著眼于合力構建量子互聯(lián)網，2015年發(fā)布《量子宣言》，計劃啟動10億歐元用于推動量子通信和量子技術的發(fā)展。日本也制定了量子信息技術長期發(fā)展路線圖。

　　雖然在全球量子通信競賽中，中國起步并非最早，但是在科學家們的不懈努力下，目前中國在量子通信領域已經實現(xiàn)了“彎道超車”。

　　潘建偉團隊在2007年首次實現(xiàn)安全通信距離超過100公里的光纖量子密鑰分發(fā)，2016年又將最安全距離提高到400公里；2016年中國發(fā)射全球首顆量子科學實驗衛(wèi)星；2017年世界首條量子保密通信干線——“京滬干線”正式開通……潘建偉表示，希望到2030年左右，能建成全球化的廣域量子通信網絡，并在量子計算領域有所作為。

原標題：走近“顛覆性技術”：量子通信能否取代傳統(tǒng)通信？

來源：http://www.chinanews.com/it/2017/11-24/8384238.shtml