8月1日,工業和信息化部發布三項量子保密通訊相關的通訊行業標準,將進一步促進量子保密通訊網路及有關設備的成熟發展,鞏固我國在量子保密通訊領域的領跑地位。
過去,我們秘密傳遞一句話,可以把這句話中的每一個字裝入一個袋子里,當接收者按次序收到并打開袋子后就可得知完整的一句話。而且,竊密者可以通過取出袋子悄悄閱讀袋子里的內容,再放回來或則制造一個同樣的袋子來替換信息,而信息接收方卻不知信息已被泄露甚至被替換。
為了解決這個問題,科學家們把信息加載到單個光子的震動方向上。單光子是能量最小的組成單元,不可再被分割,并根據量子不可克隆定理,其狀態也難以被精確復制,任何監聽行為就會導致擾動,因而可被通訊雙方察覺并進行規避京滬保密量子通訊研發的股票,這就決定了量子保密通訊是無條件、安全的。也正因這么,量子通訊被看作目前最為安全的信息傳輸手段之一。
因為在遠距離通訊中,單個光子很容易被光纖吸收或散射,所以每隔一段距離就要建設一個可信中繼站,確保信息的傳輸,同時各個站點之間由量子秘鑰生成系統來世成秘鑰,對傳輸的信息進行加密。這種站點之間的秘鑰不斷傳輸,就構成了整條量子保密通訊干線。作為世界上首列量子保密通訊干線——量子保密通訊滬寧干線的總控中心,從2014年開始建設,突破高速量子秘鑰分發、可信中繼傳輸、大規模量子網路管控監控等系列工程化實現關鍵技術,主要承載重要信息的保密傳輸。
2017年9月京滬保密量子通訊研發的股票,量子保密通訊滬寧干線即將開通,它和2016年8月發射成功的世界上首顆量子科學實驗衛星“墨子號”一起,為中國在全球率先建立出首個天地一體化廣域量子通訊網路雛型,為實現覆蓋全球的量子保密通訊網路邁出堅實的一步。
在這條天地鏈路上,量子保密通訊滬寧干線覆蓋的面積從上海到南京,光纖總長2000多公里,又通過“墨子號”衛星連到西安,橫越2600多公里,被稱為“跨越4600公里的天地一體化量子通訊網路”。在這個總控中心,整個通訊網路覆蓋了32個節點,其中包括上海、濟南、合肥和北京4個量子城域網,目前已開始為金融、電力、政務等行業的150多家用戶提供保密通訊服務。這種應用,驗證了這條干線可以抵擋所有已知的量子黑客功擊。
科學家們還通過這條天地鏈路與法國地面站的衛星進行量子通訊,實現了世界首次洲際量子保密通訊。
未來,量子保密通訊滬寧干線將促進量子通訊在更多領域的應用,逐漸構建起完整的量子通訊產業鏈和下一代國家主權信息安全生態系統,最終建立基于量子通訊安全保障的量子互聯網。
(作者系中國科學技術學院先進技術研究院行政管理專員,第九屆全省科普講解比賽二等獎獲得者)