日前，中國科大學教授白春禮與法國里科大學教授塞林格進行了一次網(wǎng)路視頻聊天。按理說，在4G手機滿天飛的年代，即使是科學大咖，網(wǎng)聊一個也算不上哪些新聞。并且，此次視頻和我們日常的視頻聊天有點不一樣，由于她們是通過中國“墨子”號量子通訊衛(wèi)星進行的，是人類首次實現(xiàn)洲際量子保密視頻通訊！
在5G手機網(wǎng)呼之欲出、未來聯(lián)通通訊速度有望秒殺WIFI的時代，量子通訊是一個哪些東東？對我們的生活有哪些意義呢？
當下，人們對網(wǎng)路最直觀的要求是快，這直接關系到我們用網(wǎng)的愉悅體驗，例如看視頻不卡、秒到心儀的商品等等。雖然，網(wǎng)路還有另外一個隱藏的變量，那就是信息安全。像建行帳號、付款密碼這樣的東西，我們是絕對不希望被他人看見的。怎么保守這種秘密，就涉及到網(wǎng)路安全問題。這一次中奧科大學教授之間的量子保密視頻通訊，用到的就是一種絕對難以破譯的終極加密手段——量子秘鑰分發(fā)。
實際上，兩位教授之間進行的視頻聊天，一直是通過傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)。但視頻本身是經過加密的，假如沒有算法和秘鑰，第二者雖然還能查獲視頻訊號，也難以揭秘。而才能揭秘這段加密視頻的秘鑰，是通過中國“墨子”號量子通訊衛(wèi)星進行分發(fā)的。基于量子通訊的特點，“墨子”號分發(fā)的秘鑰是難以檢測、無法復制、無法泄露的。這就從化學層面保證了秘鑰的絕對安全。而沒有秘鑰，兩位科學家之間的加密視頻便難以破譯，因而真正做到了信息的絕對安全。
雖然，密碼、密鑰、算法這三樣東西是人類用了幾千年的秘密傳送信息的方式，現(xiàn)今的量子保密通訊，也基于這個古老的方式。
在唐代亞洲，有一種稱作凱撒密碼的加密技術，就是把明文里每一個字母根據(jù)某一個方向，往前或則向后錯動幾位，弄成另一個字母。例如A，向后錯兩位就弄成C。明文上面所有的字母全部以這種推，向后錯兩位。這其中，“向后錯”就是所謂的算法，“兩位”就是秘鑰。當一篇明文被算法和秘鑰一碰，就弄成了誰也讀不懂的密碼。這些加密稱作“對稱加密”。
接收到密碼的一方要想揭秘也很容易，只要他曉得算法“向后錯”還有秘鑰“兩位”，就可反過來一解，明文就下來了。可以看出，采用對稱加密手段，秘鑰一旦被第三方抓獲，密碼就完了。為了保證秘鑰的絕對安全，有人想出了“一次一密”的加密方式。所謂一次一密，指的是每次通訊使用的秘鑰都不同。并且，要做到“一次一密”，在量子通訊技術問世之前是不可能的。
由于，“一次一密”的保密通訊，就意味著每次傳送密碼的同時量子通訊的原理，還須要向兩方分發(fā)秘鑰。而這個秘鑰在分發(fā)中很容易被監(jiān)聽、復制。只有當秘鑰的分發(fā)從化學層面徹底避免被監(jiān)聽和復制的可能，“一次一密”才有可能實現(xiàn)。
中國“墨子”號衛(wèi)星量子通訊的原理，干的就是這個事情——量子秘鑰分發(fā)。
“墨子”號衛(wèi)星，可以從太空向地面上的兩端分發(fā)由一個個光子組成的量子秘鑰。秘鑰是被加載到一個個單個的光子里面的。少一個光子，秘鑰都不完整。由于量子熱學的原理，這種光子一旦被檢測都會變，即使被復制也是廢的。所以，量子秘鑰分發(fā)從化學層面保證了秘鑰的絕對安全。
而將一個個光子精準傳送，屬于現(xiàn)今世界絕對的黑科技。往年科學家想借助光纜傳送，并且發(fā)覺光子在光纜中傳送不遠。又因為進行的是量子通訊，想要像傳統(tǒng)光纜通訊那樣把訊號復制再放大都會破壞信息。為此，光纜傳送最遠的距離，就是目前中國滬寧量子通訊網(wǎng)，這早已是世界頂級的技術了。
假如想要進行穿越月球的遠距離通訊，中國科學家提出“上天”，借助衛(wèi)星來進行光子的天地傳輸，由于太空中光子的衰減比較小。并且要確切地把運行在幾百上千公里太空中發(fā)出的光子，接收到地面站的鏡頭中去，其精準程度就相當于在太空中的一根針要對準地面上的一根針。倒退六年，是想也不敢想的高科技。并且，中國的“墨子”號衛(wèi)星干的就是這樣極端的事情。
但是此次中歐科大學長進行的是視頻通話，而不是發(fā)郵件，視頻的數(shù)據(jù)量很大。量子保密通訊“一次一密”的另一個原理是秘鑰和密碼等長。想想看，兩位教授聊個十分鐘，“墨子”號衛(wèi)星要傳送多么海量的數(shù)據(jù)。這是以儀器的高度穩(wěn)定性和可靠性做保證的。
此次視頻通訊釋放的另一層涵義就是，“墨子”號的量子秘鑰分發(fā)技術完全具備大規(guī)模商業(yè)性應用的能力。假如才能向太空中發(fā)射數(shù)十顆“墨子”號，像北斗衛(wèi)星那樣建成一個覆蓋全球的量子秘鑰天地分發(fā)網(wǎng)路的話，量子保密通訊就將不僅僅是科學大咖之間隔空論道的利器，而有望為廣大普通百姓在網(wǎng)購、電子交易中保駕護航，各類由于信息被竊而造成的聯(lián)通網(wǎng)路盜竊、刑事犯罪、治安問題都將不復存在，我們的社會也將愈加和諧。
據(jù)悉，中國“墨子”號量子保密通訊網(wǎng)路，也有可能成為未來世界量子保密通訊網(wǎng)的標準，這其中的商業(yè)利益是無可限量的！