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美國科幻大片星際迷航中令人目眩的科技不勝枚舉,而其中最令人心馳神往的要算是超時空傳輸了:克里克艦長的身體在出發(fā)點分解,然后在目的地進(jìn)行物質(zhì)重組。
量子科學(xué)的發(fā)展告訴我們,這樣的超時空傳輸是可能的。盡管傳輸一個活人的技術(shù)可能仍需時日,不過我們確實又向前邁進(jìn)了一步:中國科學(xué)家計劃在五年內(nèi)建成世界首個廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)。
“目前我們只差最后一步了,就是利用衛(wèi)星將城域量子通信網(wǎng)連接起來,”中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授在接受中國日報專訪時告訴記者。
量子論作為現(xiàn)代物理學(xué)的基石之一,是德國物理學(xué)家普朗克在1900年開創(chuàng)的。量子通信是近二十年發(fā)展起來的新型交叉學(xué)科,是量子論和信息論相結(jié)合的新的研究領(lǐng)域。和傳統(tǒng)的通訊手段相比,量子通信最為顯著的優(yōu)點就是它具有無條件的安全性。
2012年,由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)和安徽量子通信技術(shù)有限公司與合肥市合作的城域量子通信實驗示范網(wǎng)建成并進(jìn)入試運行階段。此項目成功搭建了46個節(jié)點的城域量子通信網(wǎng)絡(luò),覆蓋合肥市主城區(qū),用戶涵蓋政府部門、金融機(jī)構(gòu)等,能夠提供量子安全下的實時語音通信、實時文本通信及文件傳輸?shù)裙δ?。合肥市因此成為全球首個擁有規(guī)?;孔油ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)的城市。
“在量子通信網(wǎng)絡(luò)上,象斯諾登棱鏡門中所說的那種對私人電話、互聯(lián)網(wǎng)信息、和郵件的監(jiān)控將不再可能,”潘建偉說。斯諾登是前美國中央情報局雇員,亦擔(dān)任美國國家安全局的美籍技術(shù)承包人。今年6月,他將美國國家安全局關(guān)于PRISM監(jiān)聽項目的秘密文檔披露給了《衛(wèi)報》和《華盛頓郵報》,隨即遭美國政府通緝。
據(jù)國際在線報道,斯諾登在離開香港前曾稱,美國政府入侵中國的電信企業(yè)及清華大學(xué)網(wǎng)絡(luò),監(jiān)控手機(jī)短信及其他信息。對此,中國外交部回應(yīng)說,中方對有關(guān)情況表示嚴(yán)重關(guān)切,已向美方提出交涉。“我們對最近所披露的美政府有關(guān)機(jī)構(gòu)對中國進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)攻擊等情況表示嚴(yán)重關(guān)切,這再次證明中國是網(wǎng)絡(luò)攻擊的受害者。我們已就此向美方提出交涉?!?/p>
那么,為什么量子通信網(wǎng)絡(luò)上存在無條件的安全性呢?這就要從光量子的特性來解釋了。在微觀領(lǐng)域中,某些物理量不可連續(xù)分割,量子論中將物質(zhì)分割的最小的單位叫做量子。
在現(xiàn)在應(yīng)用的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中,信息是以二進(jìn)制編碼的形式進(jìn)行傳輸?shù)?,所使用的加密方法通常是用一定的?shù)學(xué)計算操作來改變原始信息。這種改變信息的方法是密鑰,掌握密鑰就可以將消息復(fù)原回來。然而,再復(fù)雜的數(shù)學(xué)密鑰也可以找到規(guī)律。因此黑客可以通過破譯數(shù)學(xué)秘鑰來復(fù)原計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)男畔?,并對其進(jìn)行復(fù)制。
而量子通信網(wǎng)絡(luò)上的信息傳遞利用的是量子秘鑰。根據(jù)量子測不準(zhǔn)原理,一旦量子被測量(也就是干涉),就會發(fā)生改變。這種一“碰”就壞的性質(zhì),使得黑客對量子秘鑰無從下手。因此量子通信網(wǎng)絡(luò)上的信息是無法復(fù)制的。