量子卫星就要上天了 解密量子通信卫星究竟要干啥？

作为中国最年轻的院士，潘建伟还有一个身份是全国政协委员，在两会期间，他被记者问到最多的东西，当然就是量子通信和量子计算机。虽然量子计算机现在还没有什么好谈，但量子卫星马上就要上天了。

在接受采访时，潘建伟透露，我国研制的世界首颗量子通信卫星有望在今年7月发射，相应地，量子保密通信"京沪干线"，也将在今年下半年全线开通。

这意味着一个‘天地一体化’的量子通信网络将初步形成，也意味着自上世纪80年代起，至今历经30多年的量子信息研究，终于走向实用。这种卫星和地面之间的量子通信，在全球范围也将是首次实现。

潘建伟说，在不久的将来，量子通信就能进入千家万户。希望通过十年左右的努力，将来每个人在互联网上进行的转款、支付等消费行为，都能够享受到量子通信的安全保障。

很多人看到这里，也就很明白了，就是说中国科学家很厉害，总是能搞出大新闻。但是关于量子通信究竟是什么东西，有没有这么牛，是不是存在什么问题，就没有多少人关心了。

不过我们还是要多说几句。梦想总是要回归现实，人不可能总是活在大新闻里面。

首先要明确的一点，就是量子通信其实不是通信。

虽然中国现在的量子通信手段、技术乃至产业化进程已经走在世界前列，但是不管是中国科学家还是国外同行所言的量子通信，并不是传统意义上的对数据进行直接通信，而主要是给传统的数据通信加上量子密钥。

说白了，就是用量子密钥替代目前的公钥加密技术，上周公布的2015年度图灵奖，就是颁给了发明公钥加密技术的两位美国科学家。

公钥加密技术，简单的说，就是拿两个很大的质数A和B进行乘积，然后把这个乘积作为公钥进行加密，然后用质数A或B进行解密。虽然得到A和B的乘积很容易，但是要直接从这个乘积分解成两个质数，就非常非常难。

但是随着计算能力的不断提高，尤其是基于量子计算机的shor算法的出现，让基于大数因子分解的公钥加密技术，变得越来越脆弱。

这就是为什么，在通信技术如此发达的今天，各国间涉及政治外交、军事安全的大部分机密信件和物品，仍然通过最传统的方式——外交信使来传递。即便是再高级的保密通信，只要是通过当前的电话线、无线电、光纤等手段，都会面临被破译和窃听的可能。

这时候，就需要量子密钥发挥作用了。这种方法，是上世纪90年代美国IBM公司沃森实验室的查尔斯·本内特等人提出来的，由A向B发射一系列不同偏振态的光子，B对其进行随机测量，然后选取符合A要求的测量结果作为密码。在验证密码的过程中，如果存在窃听行为，可以从测量结果的错误率中发现。

实际上，量子密钥就是在A和B之间共同生成一串只有他们两边知道的随机数，然后用这个随机数来加密。

本内特等人在IBM成功研制出世界上第一台量子密钥分发的原型样机，但是它的工作距离仅为32厘米。此后，各国的科学家，逐步将量子密码在光纤中传输的距离推进到几十甚至上百公里，并尝试在自由空间中进行传递并取得成功。

理论上，量子密钥分发克服了经典加密技术内在的安全隐患，是迄今为止惟一被严格证明是无条件安全的通信方式。

2009年，潘建伟的研究组与清华大学合作，在北京八达岭与河北怀来之间成功实现了世界上最远距离的量子态隐形传输，16公里的距离相当于此前世界记录的27倍。

作为中国最年轻的院士，潘建伟还有一个身份是全国政协委员，在两会期间，他被记者问到最多的东西，当然就是量子通信和量子计算机。虽然量子计算机现在还没有什么好谈，但量子卫星马上就要上天了。

在接受采访时，潘建伟透露，我国研制的世界首颗量子通信卫星有望在今年7月发射，相应地，量子保密通信"京沪干线"，也将在今年下半年全线开通。

这意味着一个‘天地一体化’的量子通信网络将初步形成，也意味着自上世纪80年代起，至今历经30多年的量子信息研究，终于走向实用。这种卫星和地面之间的量子通信，在全球范围也将是首次实现。

潘建伟说，在不久的将来，量子通信就能进入千家万户。希望通过十年左右的努力，将来每个人在互联网上进行的转款、支付等消费行为，都能够享受到量子通信的安全保障。

很多人看到这里，也就很明白了，就是说中国科学家很厉害，总是能搞出大新闻。但是关于量子通信究竟是什么东西，有没有这么牛，是不是存在什么问题，就没有多少人关心了。

不过我们还是要多说几句。梦想总是要回归现实，人不可能总是活在大新闻里面。

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