量子通信如何守護信息安全（新知）

       【現象】前不久，北京量子信息科學研究院袁之良團隊首創量子密鑰分發開放式新架構，采用光頻梳技術，成功實現615公里光纖量子通信。相較傳統架構，該架構在確保量子通信安全性的同時，能大幅降低系統建設成本，為我國建設多節點廣域量子網絡提供更多元的技術選擇。

　　【點評】

　　量子通信很“熱”，但有人覺得它“高冷”。這是因為，作為物理科學與信息技術的結合，量子通信具有很高的技術門檻。近年來，在這個戰略性新興產業領域，我國闊步前行，已具備較強的科技實力和創新能力。2012年，安徽合肥建成首個城域量子通信試驗示范網；2016年，我國發射全球首顆量子科學實驗衛星；2017年，世界首條量子保密通信干線“京滬干線”正式開通；2022年，我國成功發射世界首顆量子微納衛星；今年，我國首次在國際上實現百兆比特率的實時量子密鑰分發，這些重大創新成果，舉世矚目、影響深遠。

　　此次我國科學家首創的架構，新在何處？北京量子信息科學研究院光量子通信與器件團隊成員打了一個比方：“如果想要在北京、青島兩地之間進行‘量子通話’，過去需在通信兩端之間連通‘兩條路’。新架構出現后‘一條路’就已足夠。”

　　量子通信之所以“熱”，主要是因為相較以微電子為基礎的計算機通信技術更安全。這種安全性來自于量子本身的神奇特性。科學家對此有生動直觀的比喻：“孫悟空的分身術”是對量子疊加態的生動比擬，擁有多個可能狀態的量子，只有被觀測或被測量時，才會隨機地呈現出某種確定狀態；量子糾纏態類似“心電感應”，指兩個處于糾纏狀態的粒子無論相隔多遠，一個動，另一個立刻“感應”對方狀態。

　　量子密鑰分發這種典型的量子通信類型，就是基于量子的不可測量性、不可克隆性，產生不能通過計算破譯的密鑰，為量子通信上一把“安全鎖”。整個過程就好比一個人想要傳遞秘密給另外一個人，需要把存放秘密的箱子和一把鑰匙交給接收方。接收方只有用這把鑰匙打開箱子，才能取到秘密。沒有這把鑰匙，任何人無法打開箱子，而且一旦這把鑰匙被別人動過，傳送者會立刻發現，原有的鑰匙作廢，再給一把新的鑰匙，直到接收方拿到為止。

　　如今，量子通信已成為我國數字新基建的重要組成部分。量子通信在賽事調度、金融交易等領域表現出色，北京、上海、合肥等地已形成勢頭強勁的產業集群，匯聚了一批創新型企業。可以預見，隨著技術創新和商業化推進，量子通信將更加廣泛、更為頻繁地進入“尋常百姓家”，助力通信便捷、守護信息安全。

　　通信距離更遠、應用場景更豐富、信息安全更有保障，是科學家和產業界的努力方向。客觀來看，我國量子技術部分核心元器件的國產供應能力還不足，還需攻克光學、光電集成、深度制冷集成、高速高精度專用集成電路等技術。另一方面，必須銜接好基礎研究、關鍵核心技術研發、工程化集成與驗證等環節，做好上下游產業鏈建設和培育。把握大趨勢、下好先手棋，牢牢掌握量子通信發展的主動權，將為實現高質量發展提供新動能。

轉載自：《 人民日報 》（ 2023年05月18日 07 版）