量子通信不靠譜?專家有話說|環球時報

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中國科學技術大學科技與戰略風雲學會,受過科學訓練的理性愛國者們組建的智庫。科學素養,家國情懷,橫跨文理,縱覽風雲。

導讀:在量子通信過程中,量子被測量時會發生狀態的突變,通信雙方一旦發現狀態有變就會停止通信,因此竊聽確實會阻撓通信。但這並不等於說量子通信沒有用。首先,這種敵對的阻撓是一次性的;其次,與通信被阻斷相比,泄密更不可取;再次,當量子計算機實用化時,傳統通信會變成完全無密可言。到那時,如果沒有量子通信的手段,將會無從選擇。

8月16日凌晨,世界首顆量子科學實驗衛星「墨子」號成功發射升空,中國將得以在世界上首次實現衛星和地面之間的量子通信。但圍繞著量子通信的爭議並沒有中斷,網上隨即出現了一些質疑量子通信的說法。

中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家實驗室副研究員袁嵐峰17日接受《環球時報》採訪時表示,量子通信正是在質疑中發展壯大的,但技術性質疑不能阻止發展量子通信的戰略方向。

中國酒泉衛星發射中心

量子不可複製的特性,是量子通信安全性的根本來源。竊聽者如果想攔截量子信號,就要對其進行測量,而這將破壞攜帶密鑰信息的量子態,從而被發現。因此理論上,這種不可竊聽不可複製的信息傳輸方式,可以保證信息傳輸的絕對安全,這是唯一一種從物理上保證信息安全的方式,和過去以計算複雜性為基礎的傳統密碼通信相比要高明得多。

量子科學實驗衛星工作示意圖

但有人質疑,「看似無懈可擊的量子通信方式,實際上是以犧牲信息穩定性為代價的」。因為一旦存在敵方任何形式的入侵行為,不管是竊聽、複製還是干擾,穩定的量子通信都將無法實現。「從這個意義上說,量子通信可以說是只要有敵方存在就辦不了事,而這樣的系統,最終也只能淪為擺設。」

袁嵐峰表示,在量子通信過程中,量子被測量時會發生狀態的突變,通信雙方一旦發現狀態有變就會停止通信,因此竊聽確實會阻撓通信。但這並不等於說量子通信沒有用。他認為,首先,這種敵對的阻撓是一次性的;其次,跟安全但可能被阻撓的量子通信比較的對象,應該是暢通但可能泄密的傳統通信。與通信被阻斷相比,泄密更不可取。尤其是在安全性因素壓倒一切的特殊需求中,量子通信的地位無可替代;再次,當量子計算機實用化時,傳統通信會變成完全無密可言。到那時,如果沒有量子通信的手段,中國將會無從選擇。

通信

「因此,無論有多少技術性的問題,量子通信都應該作為國家的戰略方向,大力去發展。這不是80分和90分的區別,而是0和1的區別。量子通信的技術性問題可以在發展中不斷改進,但前提是一定要去做,不做是肯定不行的。」

關於量子通信歷來存在各種各樣反對的聲音和觀點,甚至有些觀點把量子通信與量子計算,即整個量子信息學科,都視為偽科學。袁嵐峰告訴《環球時報》記者,「去看看《自然》、《科學》、《物理評論快報》等頂級學術期刊,會發現全球很多科學家都在從事量子通信和量子計算方面的研究。這是近年來科學界的重點發展領域。這些項目多次入選年度十大科學突破等,得到國際的公認。」

「量子信息的研究者並不是一個封閉的團體,正相反,他們歡迎對量子信息的質疑,不斷尋找所有可能的漏洞,再找辦法彌補。」袁嵐峰舉例說,1984年提出的BB84量子密碼協議是否安全,一直都有人質疑。直到1999年,才完成安全性證明,文章發表在《科學》上,這是一個里程碑式的工作。後來發現大部分漏洞來自於測量儀器,所以又發明了安全性與測量儀器無關的量子密鑰分發技術。這個新技術被評為2013年全球物理學十大進展和2014年中國十大科技進展之一。袁嵐峰稱,「正是在這種不斷的質疑與改進中,整個學科才不斷進步。這是科學研究的通例。」▲【環球時報記者 倪浩】

【袁嵐峰博士2016年8月17日接受了《環球時報》記者倪浩的採訪,文章《量子通信不靠譜?專家有話說》18日發表於《環球時報》第12版軍事·科技版(中國量子通信被批不靠譜 專家有話說信息安全「終極武器」中國發射量子衛星震動世界)。】

簡介:袁嵐峰,中國科學技術大學化學博士,中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家實驗室副研究員,中國科學技術大學科技與戰略風雲學會會長,微博@中科大胡不歸 ,知乎@袁嵐峰(袁嵐峰)。代表作《中國科技實力正以多快的加速度逼近美國》。

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