高科技概念都是紙老虎:量子通信技術(shù)來了!

發(fā)布時間:2015-02-10 ??? 2月4日綜述(南山)神馬云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市……這些高大上的概念,在程序猿和攻城獅的眼里都弱爆了好嗎!技術(shù),只有技術(shù),才是信息化社會高速發(fā)展的背后,所有高科技概念的核心。
?????? 例如算法,才能讓大數(shù)據(jù)被層層剝開去分析,變得有實用價值;再例如光纖通信,這是實現(xiàn)數(shù)據(jù)高速傳輸、交換、存儲的根本基礎(chǔ),是讓智慧城市靈動起來的關(guān)鍵技術(shù)。
?????? 去年底今年初,一直不溫不火的“量子通信”,突然就大紅大紫了。就看近幾天,先是中國科技大學潘建偉教授團隊的“量子通信安全傳輸創(chuàng)世界紀錄”,入選2014年中國十大科技進展;然后是量子通信首次應用于銀行業(yè),中國工商銀行成功應用量子通信技術(shù)實現(xiàn)了北京分行電子檔案信息在同城間的加密傳輸。
?????? 那么問題來了:量子通信到底是什么?量子通信是不是真的如傳說那樣絕不可能被竊聽?中國在量子通信研究領(lǐng)域有什么地位?量子通信有多大實用價值?且讓C114小編為您一一道來。
?????? 什么是量子通信?
?????? 我們就不要引用百度百科了,太不夠逼格,還是直接引用專家的原話。用國際頂級量子專家王肇中教授的話說,量子通信就是單模光纖兩端加上能代替常用光模塊功能的、光量子態(tài)的發(fā)送和接收設(shè)備,實現(xiàn)基于物理加密的保密通信。清華大學物理系教授王向斌也表示,量子通信簡單的說就是基于光的單量子態(tài)實現(xiàn)的通信手段,以完成經(jīng)典通信手段無法完成的通信任務,例如保密性任務等。
?????? 北京郵電大學智能網(wǎng)絡(luò)安全實驗室主任李劍說,量子通信是指利用量子力學基本原理或基于物質(zhì)量子特性的通信技術(shù)。它是結(jié)合量子技術(shù)與現(xiàn)代通信技術(shù)的一種新興通信技術(shù),在理論上可實現(xiàn)無條件安全的鏈路數(shù)據(jù)傳輸,被認為是保障未來通信安全最重要的技術(shù)手段。
?????? 所以,量子通信與現(xiàn)代基于光纖的通信技術(shù)存在緊密聯(lián)系,其最大特征在于采用量子技術(shù)實現(xiàn)了通信的保密。當然,量子通信被形容為“絕對保密”、“無條件安全”,讓很多人條件反射的認為又是一門偽科學。根據(jù)分析,由于量子不可克隆、不可分割,以及“一次一加密”的通信方式,理論上在當前技術(shù)水平下,確實不可能被竊聽;但量子通信本身,仍然處在研究階段,還遠遠沒有達到大規(guī)模商用化的水平,實用的量子通信網(wǎng)絡(luò)其保密的絕對性還有待商榷。
?????? 事實上,本次潘建偉教授及其團隊入選2014年中國十大科技進展,其主要貢獻在于“通過發(fā)展高速獨立激光干涉技術(shù),結(jié)合高效率、低噪聲超導納米線單光子探測器,將可以抵御黑客攻擊的遠程量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的安全距離擴展至200公里,并將成碼率提高了3個數(shù)量級,創(chuàng)下新的世界紀錄”。
?????? 中國是不是坐談之客?
?????? 三國時代,劉表單騎平定荊州,號稱八駿,善善惡惡,名垂當世,但被曹操譏諷為“坐談之客”,率大軍平定北方時,絲毫不擔心劉表從背后插刀子。對量子通信來說,中國專家現(xiàn)在指點江山,自信滿滿,到底中國當前量子技術(shù)發(fā)展有沒有真材實料,是不是坐談之客?
?????? 量子通信只有30年的發(fā)展歷史,對中國來說并沒有很重的歷史包袱,因此在量子通信方面的研究,中國與國外諸強基本上從開始就站在同一起跑線上。華人頂級量子通信專家,也為中國量子通信發(fā)展做出了很大貢獻。在國內(nèi),不得不提的是潘建偉教授及其團隊。潘建偉建設(shè)早在上世紀90年代在國外留學時就已經(jīng)開始量子通信研究,2008年在中國科技大學建成光量子電話網(wǎng),實現(xiàn)了“一次一密”加密方式的實時網(wǎng)絡(luò)通話;2010年7月啟動合肥城域量子通信試驗示范網(wǎng)建設(shè),在2012年初建成世界上規(guī)模最大的46節(jié)點量子通信試驗網(wǎng)。據(jù)新華社報導,合肥量子通信政務網(wǎng)建成3年以來運行良好,通信正確率達到99.6%,超過了目前移動通信網(wǎng)絡(luò)的水平。
?????? 潘建偉教授指出,量子通信技術(shù)的實際應用將分三步走:一是通過光纖實現(xiàn)城域量子通信網(wǎng)絡(luò);二是通過量子中繼器實現(xiàn)城際量子通信網(wǎng)絡(luò);三是通過衛(wèi)星中轉(zhuǎn)實現(xiàn)可覆蓋全球的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)。
?????? 2012年,新華社和中國科大合作建設(shè)的金融信息量子通信驗證網(wǎng)在北京開通,在世界上首次實現(xiàn)利用量子通信網(wǎng)絡(luò)對金融信息的安全傳輸,這是今年中國工商銀行能夠商用城域級量子通信網(wǎng)的基礎(chǔ)。2014年3月,山東濟南建設(shè)的“濟南量子通信試驗網(wǎng)”也正式投入使用。2014年,世界第一條量子信息保密干線――“京滬干線”量子通信工程開工建設(shè),預計將于2016年交付。
?????? 據(jù)媒體報道,中國廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)計劃也已經(jīng)開始,中科院戰(zhàn)略先導專項“量子科學實驗衛(wèi)星”,計劃在2016年左右發(fā)射,首顆衛(wèi)星發(fā)射后還將發(fā)射更多衛(wèi)星,到2020年實現(xiàn)亞洲與歐洲的洲際量子密鑰分發(fā), 屆時聯(lián)接亞洲與歐洲的洲際量子通信網(wǎng)也將建成。到2030年左右,中國將建成全球化的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)。
?????? 量子通信的實用價值
?????? 技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化總是相輔相成的。沒有產(chǎn)業(yè)化做基礎(chǔ),技術(shù)的研究將是無源之水無本之木。例如谷歌這樣的大公司,每年都有很多吸引眼球的項目,谷歌眼鏡、谷歌熱氣球無線網(wǎng)、谷歌模塊化手機等等,都是從眾多項目中脫穎而出,獲得谷歌強大的資金支持,從而具備了產(chǎn)業(yè)化的前景。
?????? 對量子技術(shù)來說,目前已經(jīng)從科研階段進入試點階段,未來10年將向規(guī)模商用階段邁進,――這是從技術(shù)角度的判斷。對市場角度來說,互聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)上是一個不安全的網(wǎng)絡(luò),而量子通信在理論上的絕對保密特征,已經(jīng)得到物理定理的證明,很顯然在軍事、國防、金融等領(lǐng)域有著廣闊的應用前景。在大眾商業(yè)市場,隨著技術(shù)成熟,量子通信也將具有極大的發(fā)展?jié)摿Α?br /> ?????? 量子通信是一種技術(shù),而不是一個概念、一項標準。目前各主要國家都在量子通信領(lǐng)域投入重金研發(fā),以期獲得發(fā)展先機掌握主導權(quán)。對中國來說,目前產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀,在世界范圍內(nèi)都是比較領(lǐng)先的,中國基于光通信的現(xiàn)代通信技術(shù)已經(jīng)達到國際領(lǐng)先水平,量子通信技術(shù)的研究成果不必否認。中國高新技術(shù)的發(fā)展環(huán)境十分寬松,隨著國家大力推動量子技術(shù)的發(fā)展,將有機會成就一段技術(shù)傳奇。

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