〈鉅亨看世界〉永不被解密的量子通訊

古往今來，人們對於資訊加密的探索從未停止。古時候，人們在信封上滴蠟蓋上火印，但仍防不住有人拆開、讀完再復原。現代，人們用電磁波傳遞秘密，但音量再低，也防不住精細的竊聽。現今，科學家設法將音量調低到如此程度：只依靠一顆顆光子，任何竊密者去測量都會破壞它，從而被發現。資訊微弱到了極限 -- 量子級別，再小心的讀取都會徹底改變它，而不可能只改變一點點。這就是量子通訊的保密原理。

量子通信是迄今唯一被嚴格證明為無條件安全的通信方式。中新網引述量子科學實驗衛星工程首席科學家潘建偉表示，量子具有不可分割、不可複製的特性，所以能保證加密內容永不會被破譯，可以從根本上保障資訊安全、保護全人類的隱私。理論上絕對安全的通信一旦實現，政府、軍隊和銀行，乃至全社會都將獲益。

量子通信的應用前景，就像電話的普及過程一樣，將逐步進行，蔚為可觀。一開始，量子通信可能會應用於國防、金融、政務、科學研究等，之後會在大眾中廣泛應用。估計 5 年左右很多機要部門開始使用，10 年左右金融業、銀行等大機構開始使用，15 年的時間就可以走進家庭，屆時，每個人的家裏、手機上或許都會有一個量子加密晶片，銀行轉款、電子帳戶等的涉密操作，都不用擔心被盜用或者攻擊。依賴於量子通信網路的建設，應用成本也會逐漸下降。

目前，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。作為首批用戶之一，工商銀行數據中心 (北京) 網路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。「從理論上講，通過設備產生量子密鑰，再對數據進行加密傳輸，是不會被竊取的，這對金融數據傳輸是非常有必要的。」

而將在今年年底貫通的量子京滬幹線，總長 2000 多公里，建成後，目標應用於軍事、金融、政務等領域資訊的安全傳輸。金融機構、媒體、大型企業，都可以成為量子通信的用戶。

量子資訊技術方興未艾，這一領域的國際競爭也在不斷加劇。今年以來，歐美日紛紛提出「第二次量子革命」計劃，加大基礎研究和產業發展方面的投入。

今年 3 月，歐盟委員會發佈《量子宣言 (草案)》，計劃在 2018 年啟動 10 億歐元的量子技術項目。其中在量子通信方面，規劃 5 年內突破量子中繼器核心技術，實現點對點安全量子通信。10 年內實現遠距離量子網路、量子信用卡應用等，目標融合量子通信與經典通信，保衛歐洲網際網路安全。

美國是對量子通信研究佈局最早的國家，也是最注重量子技術在軍事領域運用的國家。上世紀末，美國政府便將量子信息列為「保持國家競爭力」計劃的重點支持課題。美國國防部在 2013 年至 2017 年科技發展「五年計劃」中，將「量子信息與控制技術」列為未來重點關注的 6 大顛覆性研究領域，認為量子技術對未來美軍的戰略需求和軍事任務行動能產生長期、廣泛、深遠、重大的影響。

美國認為，人類正站在下一代量子革命的門檻上，量子力學正在導致變革性技術，必須加大投入促進交叉性基礎研究。

儘管日本對量子通信技術的研究晚於美國和歐盟，但相關研究發展迅速。在國家科技政策和戰略計劃的支持和引導下，日本科研機構的研發積極性高漲，投入了大量研發資本積極參與和承擔量子通信技術的研究工作，實際地介入到量子通信技術的研發和產業化開發當中。

日本目前每年投入 2 億美元，規劃在 5 至 10 年內建成全國性的高速量子通信網。在長期計劃方面，日本國立信息通信研究院也計劃在 2020 年實現量子中繼，到 2040 年建成極限容量、「無條件」安全的廣域光纖與自由空間量子通信網絡。

發射全球第一顆量子通信衛星，無疑確立了中國在國際量子通信研究中的領跑地位。根據中國量子通信發展規劃，量子衛星發射以後，今年底建成「量子通信京滬幹線」，國內初步形成廣域量子通信體系，推動量子通信技術在上海、合肥、蕪湖等城市使用，促進量子通信技術在政府部門、軍隊和金融機構等應用。到 2030 年左右，中國率先建成全球化的量子通信網路。

中國打算是在未來 10 年內，形成天地一體的全球化量子通信基礎設施；形成完整的產業鏈和下一代國家主權資訊安全生態系統；構建基於量子通信安全保障的未來網際網路，也就是「量子網際網路」。

量子的資訊攜帶者光子在光纖裏傳播 100 公里之後大約只有 1‰的信號可以到達最後的接收站，所以光纖量子通信達到百公里量級就很難再突破。但光子穿透整個大氣層後卻可以保留 80% 左右，再利用衛星的轉機，就可以實現地面上相距數千公里甚至覆蓋全球的廣域量子保密通信。