美媒:中國正用量子技術(shù)接管世界

　　ICCSZ訊 二戰(zhàn)時(shí)期的納粹分子們非常清楚，要想贏得戰(zhàn)爭的勝利，離不開保密的軍事通訊。他們還專門為此研制的號稱無法破解的“恩尼格瑪”密碼機(jī)。這種加密機(jī)器能夠讓德軍部署在各地的裝甲師團(tuán)，外交機(jī)構(gòu)甚至是海上的潛艇能夠時(shí)刻保持與總部的通訊聯(lián)絡(luò)。德國人一直堅(jiān)信他們的這套密碼系統(tǒng)是不可破解的——直到一位名叫阿蘭-圖靈(Alan Turing)的年輕英國數(shù)學(xué)家意識到，如果能夠使用機(jī)器來系統(tǒng)性的對每一位字符進(jìn)行數(shù)以千計(jì)的組合嘗試，直到破解出其意義，那么恩尼格碼機(jī)器或許是可以被破譯的。

　　這一嘗試的結(jié)果便是世界上第一臺計(jì)算機(jī)的誕生，由于英國情報(bào)部門從此能夠破解德國軍隊(duì)的機(jī)密通信，這為日后盟軍最終擊敗德國法西斯立下了汗馬功勞。

　　一度，軍事專家們相當(dāng)確定，絕對安全，完全保密的通訊是做不到的。但是這話或許并不正確。借助一種被稱作“量子加密”的技術(shù)，無條件完全絕密通訊的夢想正在變成現(xiàn)實(shí)。這項(xiàng)技術(shù)一旦成熟，將在全球范圍內(nèi)根除網(wǎng)絡(luò)欺詐、身份盜用、黑客攻擊和電子竊聽等行為。但這一技術(shù)也將讓恐怖分子和罪犯之間的通話能夠?qū)崿F(xiàn)絕對保密，政府完全不可能竊聽或攔截，另外，政府機(jī)構(gòu)也將能夠更加安全地隱藏他們的秘密，而不必?fù)?dān)心有人會發(fā)現(xiàn)。

　　在一個(gè)擁有絕對加密技術(shù)的世界里，所有的人類電子通訊都將變得絕對隱秘，這究竟是好事還是壞事？

　　世界首次洲際量子加密視頻通話

　　就在今年的9月29日，我們的世界又向著這樣的未來更加接近了一步。中國科學(xué)院的一個(gè)由密碼學(xué)專家和物理學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)了持續(xù)半小時(shí)左右，在中科院與歐洲的奧地利科學(xué)院之間的量子加密視頻通話。這樣的通話是不可能被竊聽的，因而也是無條件安全的。

今年9月29日，中國科學(xué)院的一個(gè)由密碼學(xué)專家和物理學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)了持續(xù)半小時(shí)左右

　　對此，一位不愿意具名的英國情報(bào)系統(tǒng)人士表示：“在所有最新出現(xiàn)的技術(shù)中，這項(xiàng)技術(shù)是最讓我感到興奮的，但同時(shí)也是最讓我感到憂心忡忡的。它將是一種能夠改變世界的技術(shù)。”西方的專家們對于目前的情況感到擔(dān)憂的不是他一個(gè)人。很多西方專家都看到了這樣一個(gè)事實(shí)，那就是，盡管在美國和歐洲的一些大學(xué)，研究所和實(shí)驗(yàn)室里仍然在不斷產(chǎn)生創(chuàng)新的量子技術(shù)，但在量子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域遙遙領(lǐng)先世界的，卻是中國人。

通話現(xiàn)場

奧地利科學(xué)院與中科院之間的首次量子加密視頻通話，這次通話經(jīng)過量子加密，無條件安全，不可竊聽

　　9月底的北京-維也納量子視頻通話是通過普通的Skype軟件進(jìn)行的，所有數(shù)據(jù)都經(jīng)由公網(wǎng)傳輸。所不同的是，此次通話使用了量子加密，秘鑰是由中國的量子實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號”上搭載的量子器件產(chǎn)生的。最令人印象深刻的是，量子的物理特性決定了，一旦有任何人試圖竊聽這些信號，通話人會立即察覺到。英國牛津大學(xué)教授阿特·厄科特(Artur Ekert)說：“量子加密是你能夠想象出來的，最接近無法破解的通訊技術(shù)。”

　　厄科特是量子加密通訊技術(shù)的最初奠基人之一，他的這項(xiàng)技術(shù)基于一種不可思議的現(xiàn)象，叫做量子糾纏。這種現(xiàn)象實(shí)在太不可思議，以至于愛因斯坦都對此感到難以置信。在1935年，愛因斯坦將量子糾纏效應(yīng)形容為“鬼魅般的超距作用”。

　　這就是量子糾纏效應(yīng)現(xiàn)象：兩個(gè)分別處于不同地點(diǎn)的光粒子，也就是光子，不管相隔多遠(yuǎn)，都能夠?qū)崟r(shí)復(fù)制對方的行為。雖然到目前為止這種近乎“心靈感應(yīng)”的效應(yīng)究竟是如何發(fā)生的還尚未明確，但早在1984年，科學(xué)家們就已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中確認(rèn)了這種效應(yīng)的確存在。而9月底北京與維也納之間的這場洲際視頻通話的重要意義就在于，這一次科學(xué)家們能夠利用量子糾纏效應(yīng)生成一串?dāng)?shù)據(jù)秘鑰并使其同時(shí)存在于地球上的不同角落。

　　中國人并沒有止步于此，由中科院院士，中國科技大學(xué)物理學(xué)家潘建偉教授領(lǐng)銜的小組還在中國構(gòu)建了現(xiàn)實(shí)世界中的量子加密通訊網(wǎng)絡(luò)。他們現(xiàn)在已近將基站、衛(wèi)星和數(shù)千公里場的光纖連接到一起，形成一張覆蓋全國的巨大量子通訊網(wǎng)絡(luò)。

　　致力于發(fā)展遠(yuǎn)距離量子通訊技術(shù)的美國馬里蘭大學(xué)聯(lián)合量子研究所副教授查爾斯·克拉克(Charles Clark)表示：“做到這一點(diǎn)并不需要去發(fā)現(xiàn)什么新的物理學(xué)定理。”但是中國人在實(shí)施規(guī)模和傳輸距離上表現(xiàn)出的領(lǐng)先性的確令人印象深刻。

　　克拉克說：“這是一次非凡的展示。“

　　革命性的量子加密技術(shù)

　　直到現(xiàn)在，密碼學(xué)的核心思想其實(shí)很簡單：構(gòu)建出一種超級數(shù)學(xué)謎題，并確保要想解決這一數(shù)學(xué)謎題所需要的計(jì)算能力超出所有潛在敵人的技術(shù)能力。今天我們所使用的加密技術(shù)，也就是所謂的“公開密鑰技術(shù)”——這是所有互聯(lián)網(wǎng)認(rèn)證和安全通訊的技術(shù)基礎(chǔ)——其使用的加密技術(shù)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過當(dāng)年納粹德國使用的恩尼格碼密碼。但兩者所依據(jù)的原理是相同的。解密用的密鑰由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生并分發(fā)給通訊雙方。不過，只要擁有足夠強(qiáng)大的計(jì)算能力，第三方是完全有可能通過暴力破解方式攻破這種密碼的。而量子加密技術(shù)則從原理上就與之完全不同，這也使其具備了不論敵人擁有多么強(qiáng)大的計(jì)算能力都不可能攻破的超級加密體系。厄科特表示：“和數(shù)學(xué)系統(tǒng)不同，量子加密依賴于物理學(xué)原理，而原理是不能被打破的。”

　　量子密鑰分發(fā)技術(shù)將有望徹底顛覆電子商務(wù)和數(shù)據(jù)保護(hù)行業(yè)，并徹底杜絕欺網(wǎng)絡(luò)黑客或身份盜用行為?？死吮硎荆?ldquo;發(fā)展量子技術(shù)的最大動(dòng)力——正如很多看上去很美好的事物一樣，其實(shí)是軍事和情報(bào)用途。”任何首先掌握這項(xiàng)技術(shù)的國家將在短期內(nèi)取得相對戰(zhàn)略優(yōu)勢地位。

　　中國很快發(fā)射了世界上第一顆量子通訊試驗(yàn)衛(wèi)星——以中國古代哲學(xué)家墨子命名。這顆衛(wèi)星運(yùn)行在距離地面不到500公里的低地球軌道上，同時(shí)潘的小組還在青藏高原海拔超過4500米的地方建設(shè)地面基站，以便更好地接收衛(wèi)星量子信號，盡最大限度消除大氣層對信號的影響?；诙鄠€(gè)這樣的基站，再配合墨子號衛(wèi)星，中國在境內(nèi)構(gòu)建起一條連接北京和上海，長度接近2000公里的量子通訊干線。

人類首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星——墨子號在軌運(yùn)行示意圖。中國已經(jīng)宣布未來將建設(shè)覆蓋全球的量子通訊網(wǎng)絡(luò)

　　非凡的遠(yuǎn)見與戰(zhàn)略眼光

　　墨子號衛(wèi)星運(yùn)行在低地球軌道，這就意味著沒有連接到中國量子通訊網(wǎng)絡(luò)的用戶必須等待衛(wèi)星飛行到頭頂上空時(shí)才能接收到安全的量子秘鑰，并借助這一秘鑰與其他秘鑰持有者之間開展保密量子通訊。

　　而就在今年8月份，潘建偉教授曾經(jīng)對媒體表示，在未來5年內(nèi)，中國將發(fā)射運(yùn)行高度超過2萬公里的新型量子衛(wèi)星，這將大大提升中國量子通訊衛(wèi)星的地面覆蓋范圍。計(jì)劃中于2022年升空的中國空間站預(yù)計(jì)也將攜帶實(shí)驗(yàn)性量子通訊載荷，宇航員將能夠在軌道上對其不斷進(jìn)行技術(shù)升級和維護(hù)。最終，中國已經(jīng)非常明確的表示，他們計(jì)劃構(gòu)建一個(gè)全球性的量子通訊衛(wèi)星系統(tǒng)。

　　到目前為止，世界范圍內(nèi)還只有中國一家對量子通訊技術(shù)投入數(shù)十億的巨額資金進(jìn)行開發(fā)并開始投入實(shí)際應(yīng)用?？死吮硎荆?ldquo;要想進(jìn)入這一領(lǐng)域門檻相當(dāng)高，基本上，這都需要國家層級的支持才行。”一位西方安全領(lǐng)域?qū)＜疫@樣評價(jià)：“要想建成覆蓋全球的量子通訊衛(wèi)星難度極高，幾乎就像曼哈頓工程。”(注：曼哈頓工程師當(dāng)年美國動(dòng)員全國力量研制原子彈的秘密工程代號)。他說：“可惜的是，今天在西方，沒有任何政治家有那樣的決心和遠(yuǎn)見去長期投入巨額資金以支持一項(xiàng)科學(xué)項(xiàng)目。這就會為什么中國人會遙遙領(lǐng)先的原因。”

　　當(dāng)今世界，中國，美國和俄羅斯實(shí)際上正在進(jìn)行一場靜悄悄的隱形軍備競賽，戰(zhàn)場是在互聯(lián)網(wǎng)上，看看誰先掌握各種網(wǎng)路武器——從能夠竊取手機(jī)和電子設(shè)備信息的黑客技術(shù)，到傳統(tǒng)情報(bào)界的竊聽技術(shù)。而平心而論，量子加密技術(shù)的出現(xiàn)也并不意味著現(xiàn)代間諜技術(shù)的終結(jié)。正如此前美國國家安全局前雇員斯諾登事件中所暴露出來的那樣。美國政府并的大規(guī)模秘密監(jiān)聽計(jì)劃，以及大部分西方間諜機(jī)構(gòu)的工作，并非竊取具體的通話內(nèi)容，而是進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析——掌握數(shù)一百萬，乃至千萬計(jì)的人口，他們誰在和誰通話，以及何時(shí)進(jìn)行了通話。

　　誰將掌控未來?

　　即便是在量子加密時(shí)代，這樣的大數(shù)據(jù)仍然可以被獲取。另外，盡管量子加密通訊技術(shù)無法被攔截，但是它仍然是一種端到端通訊技術(shù)。總部位于倫敦的戰(zhàn)略研究所專家艾米麗·泰勒(Emily Taylor)指出：“這就是它的薄弱環(huán)節(jié)所在。”換句話說，不論量子加密通訊技術(shù)多么無懈可擊，但它仍然是兩個(gè)人在進(jìn)行通訊，仍然會有兩個(gè)人之間的信息交換，只要是這樣，就仍然存在竊聽的可能。

　　不過，不能否認(rèn)的是，量子加密技術(shù)的意義是深遠(yuǎn)的。如果全球通訊所依賴的通訊基礎(chǔ)設(shè)施是安全的，那么全球性的系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)很多都能被避免。當(dāng)然這并非意味著我們將進(jìn)入一個(gè)徹底安全的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，但一些常見風(fēng)險(xiǎn)，比如信用卡交易，數(shù)據(jù)庫，以及電子通訊等一些關(guān)鍵領(lǐng)域的安全漏洞都將在量子加密技術(shù)下得到極大提升。泰勒表示：“每個(gè)人都希望自己的通訊是安全的，但是如果真的每個(gè)人都使用了不可破解的加密技術(shù)，那情報(bào)機(jī)關(guān)的工作難度就會加大很多。”

　　中國目前取得的成就不僅清楚的表明量子秘鑰分發(fā)技術(shù)在現(xiàn)實(shí)中是可行的，并且也表明任何想要認(rèn)真獲得絕對安全通訊技術(shù)的國家，都必須在這一領(lǐng)域投入巨額資金。厄科特指出：“誰控制了信息，誰就控制了世界。”那么按照這種邏輯，未來將是屬于北京的。