■圖為孟寶宏近影。
步入21世紀，隨著世界電子信息技術的迅猛發展，以微電子技術為基礎的信息技術正式達到數學極限，以量子效應為基礎的量子通訊，將成為推動未來科技發展的重要領域。這么，哪些是量子通訊？其發展現況和趨勢如何？在國防和軍事應用方面的前景怎樣？近日，本報通信員采訪了通訊指揮大學通訊發展戰略研究所主任孟寶宏。
量子通訊理論蘊育通訊技術革命
問：據我們了解，量子通訊是量子論與信息論相結合的產物。這么，哪些是量子通訊？
答：對于量子通訊的概念，目前眾說紛紜，從不同的角度有不同的敘述。通常意義上講，量子通訊是借助量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型的通訊方法。所謂量子糾纏，是指微觀世界里，有共同來源的兩個微觀粒子之間存在著糾纏關系，不管它們離多遠，只要一個粒子狀態發生變化，能夠立刻使另一個粒子狀態發生相應變化。也就是說，兩個處于糾纏狀態的粒子無論相距多遠，都能“感應”對方狀態。從數學學上講，量子通訊是在數學極限下，借助量子效應實現的高性能通信形式；從信息學上理解，量子通訊是借助量子力學的基本原理或則量子態隱型傳輸等量子系統特有屬性以及量子檢測方式，完成兩地之間的信息傳遞。
問：與成熟的傳統通訊技術相比，量子通訊主要有什么特征？
答：綜合各方面的研究成果，我覺得，量子通訊與成熟的傳統通訊技術相比，主要有以下特性：
一是量子通訊是安全保密通訊。據有關專家介紹，用光量子電話網，其實跟平時打電話一樣，卻不用害怕被監聽，互相之間通話絕對安全。這是由于，量子通訊采用的是“一次一密”的加密方法，三人通話期間，密碼機每分每秒都在形成密碼，牢牢“鎖”住語音信息；一旦通話結束，這串密碼都會立刻失效，下一次通話絕對不會重復使用，但是量子通訊所提供的秘鑰難以被破解。
二是量子通訊是超光速通訊。與傳統光速通訊相比，量子超光速通訊具有許多人們夢寐以求的優點：量子超光速通訊的線路碼流可以為零，因而實現了最快通訊；量子信息傳遞的過程不會為任何障礙所阻隔；量子超光速通訊完全環保，不存在任何電磁幅射污染。
三是量子通訊是遠距離通訊。有科學實驗否認，量子隱型傳態過程中穿越大氣層的可能性，為未來基于衛星量子中繼的全球化量子通訊網奠定了可靠基礎。
量子通訊發展將催生量子信息時代
問：據我們了解，量子通訊技術發展非常迅猛。請問我們應怎樣看待這個問題？
答：量子通訊技術發展確實已出乎人們想像。有專家預測，量子通訊技術可能在20～30年后對人類社會發展形成無法估量的影響，量子通訊理論研究和量子通訊實踐應用的不斷突破，充分表明量子通訊已成為21世紀通訊與信息領域發展的方向和主流。可以說人類首次實現量子通訊，量子通訊將催生量子信息時代的將至。因為量子通訊應用在信息時代具有巨大的優勢，因此發展迅猛，并在理論研究和實踐應用上取得了重大突破，引起了世界各國政府、科技界和信息產業界的高度注重。
問：我們曉得，量子通訊技術已成為現今世界發達國家激烈競爭的焦點和熱點，請您給我們簡單介紹一下發達國家的發展情況。
答：回望量子通訊發展，僅僅走了不足20年，但量子通訊發展正在推動信息科學發展的跨越。1997年，在法國留學的中國青年學者潘建偉與法國學者丹巴斯特等人合作，首次實現了未知量子態的遠程傳輸。這是國際上首次在實驗上成功地將一個量子態從甲地的光子傳送到乙地的光子上。
2002年，日本制訂的“十年發展規劃”中明晰提出，“到2012年發展一套可行的帶有足夠復雜度的量子估算技術”，英國全省科學基金會投資5000萬歐元對量子通訊進行研究。目前，俄羅斯白宮和五角大廈安裝了量子通訊系統，并已投入使用。
美國郵政省把量子通訊納入21世紀的戰略項目，并于2000年將量子通訊技術作為一項國家級高技術納入開發計劃，10年內投資400多億美元，主要研究光量子密碼及光量子信息傳輸技術。
法國創立了包括西班牙、法國、德國、意大利、奧地利和瑞士等國在內的量子信息數學學研究網，這是繼法國核子中心和航天技術國際合作以后，又一針對科技重大問題的大規模國際合作。
量子通訊為國防和軍事博得先機
問：量子通訊的先進性不言而喻。這么，它在國防和軍事上應用前景怎樣？
答：我覺得，量子通訊在國防和軍事應用前景遼闊。1994年開始，加拿大國防中級研究計劃局旨在于用3-5年的時間推動量子通訊技術方面的研究，德軍施行了“以不加外力傳輸的形式向戰場和全球傳輸報文能力”的量子通訊計劃。當前，世界范圍內的量子通訊研究具有寬廣的應用發展前景，非常是在國防和軍事領域，量子通訊具有信息安全傳輸和超光速通訊等優勢，顯示出了無與倫比的魅力。
一是還能應用于通訊秘鑰生成與分發系統。量子技術最大特征是具有完全安全性的特點，是傳統加密通訊未能實現的。在現有的軍事通訊系統網路基礎上，可以通過天基平臺布署量子通訊秘鑰生成與分發系統，向未來戰場覆蓋區域內任意兩個用戶分發量子秘鑰，因而構成作戰區域內機動的安全軍事通訊網路。
二是才能應用于信息對抗。因為光量子密碼具有“不可破”和“竊聽可知性”，且光量子加密設備可與現今的光纖通訊設備融合。為此，可以拿來改進目前軍用光網信息傳輸保密性，進而提升信息保護和信息對抗能力。
三是還能應用于深海安全通訊。岸基與深海之間的通訊仍然是世界性困局。借助短波通訊，除了系統龐大、造價高、抗毀性差，但是僅能實現海水下百米左右的通訊。因為量子通訊光量子隱型傳態與傳播媒質無關，這就為遠洋深海安全通訊開辟了一條嶄新的途徑。
四是才能應用于建立超光速信息網路。軍事信息網路須要大容量、高速率傳輸處理及按需共享能力。隨著量子通訊技術的研制突破和日趨成熟，可以借助量子隱型傳態以及超大信道容量、超高通訊速度和信息高效率等特性人類首次實現量子通訊，構建滿足軍事特殊需求的超光速軍事信息網路。
右圖：量子通訊示意圖。