量子衛(wèi)星的星上單機(jī) （新華）

我國首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星將于今年7月?lián)駲C(jī)發(fā)射，將在世界上首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信，構(gòu)建一個(gè)天地一體化的量子保密通信與科學(xué)實(shí)驗(yàn)體系。據(jù)介紹，量子通信從原理上確保身份認(rèn)證、傳輸加密以及數(shù)字簽名等的無條件安全，可從根本上、永久性解決信息安全問題。

量子通信網(wǎng)呼之欲出

量子衛(wèi)星首席科學(xué)家、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉院士介紹，量子通信的安全性基于量子物理基本原理，可從根本上、永久性解決信息安全問題。

據(jù)介紹，量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星專項(xiàng)將研制及發(fā)射1顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，建設(shè)以4個(gè)量子通信地面站和1個(gè)空間量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)站為核心的空間量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該衛(wèi)星搭載量子密鑰通信機(jī)、量子糾纏發(fā)射機(jī)、量子糾纏源、量子實(shí)驗(yàn)控制與處理機(jī)等有效載荷，具備兩套獨(dú)立的有效載荷指向機(jī)構(gòu)，通過姿控指向系統(tǒng)協(xié)同控制，可與地面上相距千公里量級(jí)的兩處光學(xué)站同時(shí)建立量子光鏈路。

量子衛(wèi)星發(fā)射后，天地一體化量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)將投入正式運(yùn)行，完成包括星地高速量子密鑰分發(fā)、廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)、星地量子糾纏分發(fā)以及地星量子隱形傳態(tài)等多項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)。

潘建偉還透露，“京滬干線”大尺度光纖量子通信骨干網(wǎng)工程預(yù)計(jì)今年下半年交付。這一工程將構(gòu)建千公里級(jí)高可信、可擴(kuò)展、軍民融合的廣域光纖量子通信網(wǎng)絡(luò)，建成大尺度量子通信技術(shù)驗(yàn)證、應(yīng)用研究和應(yīng)用示范平臺(tái)。量子通信網(wǎng)絡(luò)打造完成之后，中國就可以實(shí)現(xiàn)在地面上任意兩個(gè)地方進(jìn)行量子通信的目標(biāo)。

從神話邁向?qū)嵱没?/p>

兩千多年來，密碼成為人們保護(hù)信息的主要手段。然而，迄今為止，沒有一種密碼能保證不被破解。當(dāng)西方“棱鏡門”、“蘋果門”等信息安全事件一出接一出地上演時(shí)，從國家元首到平民百姓人人自危。人們不禁會(huì)問：有沒有一種絕對(duì)安全的通信方式？

量子，是微觀物理世界中的最小單位。如常見的光，就是由大量的光量子組成。在微觀領(lǐng)域里，量子像一粒骰子，處在不停地旋轉(zhuǎn)中，各個(gè)面都可能朝上。只有在被觀測(cè)或者測(cè)量時(shí)，它才會(huì)停下來，隨機(jī)呈現(xiàn)出一個(gè)朝上的面。但是，這種測(cè)量本身意味著干涉，意味著原先的待測(cè)狀態(tài)遭到破壞而發(fā)生改變。

就是基于這一原理，科學(xué)家們運(yùn)用具有量子態(tài)的物質(zhì)作為量子通信的密碼。這一看似微小的變化，使密鑰的安全性產(chǎn)生了徹底變化。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授郭光燦打比方說，量子密鑰在量子通信中的作用比古代人用火漆封信封更徹底——一旦有人試圖打開信件，量子密鑰會(huì)讓信件自毀，并讓使用者知曉。

從1993年美國科學(xué)家提出量子通信的概念至今，西方發(fā)達(dá)國家投入了大量人力、物力進(jìn)行量子通信的理論和實(shí)驗(yàn)研究。在這場(chǎng)國際化競(jìng)爭(zhēng)中，我國盡管屬于后來者，但起點(diǎn)高，進(jìn)展快，在應(yīng)用研究的多個(gè)方面已經(jīng)領(lǐng)跑世界。

衛(wèi)星發(fā)射只是開端

在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)攻擊和電子監(jiān)視無處不在的時(shí)代，中國量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星將永久改變加密學(xué)，有效破解各個(gè)國家絞盡腦汁的通信安全難題。

事實(shí)上，量子通信并非一個(gè)新鮮事物，作為量子力學(xué)應(yīng)用的一個(gè)重要分支，量子通信從原理到技術(shù)已經(jīng)都沒有什么障礙，紀(jì)念抗戰(zhàn)70周年的“九三”閱兵式已經(jīng)使用了量子通信。大家所熟知的“京滬干線”大尺度光纖量子通信骨干網(wǎng)工程，也即將于今年下半年交付使用。全面成熟的量子通信技術(shù)，一旦應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，將從信息接收、處理、分發(fā)、存儲(chǔ)和使用各個(gè)環(huán)節(jié)，革命性改變現(xiàn)有指揮信息系統(tǒng)，作戰(zhàn)信息實(shí)時(shí)互聯(lián)互通及安全保密將不再是難題。

眾所周知，目前通信領(lǐng)域大部分技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)由美國等西方國家制定，大部分核心技術(shù)掌握在西方國家手中。現(xiàn)有通信體系中，中國基本沒有什么話語權(quán)，不僅大量利潤眼睜睜被西方公司拿走，而且事關(guān)國家核心利益的通信安全，難以得到保障。

量子通信網(wǎng)絡(luò)打造完成之后，中國不僅可以擺脫通信領(lǐng)域安全受制于人的窘境，而且將擁有更多世界通信標(biāo)準(zhǔn)制定話語權(quán)。