懸疑連續劇里常有這樣的場景：旅客走入“超時空傳送機”，機器開始運轉，一眨眼旅客就被傳送到數萬光年以外的星體。日前，中國科學家在“量子通訊”方面的順利進展——實現了目前世界上最長距離的“量子通訊傳輸”，引發了公眾的普遍好奇，這很大程度上是由于一些媒體的報導中，把量子通訊的性質理解為上述的“超遠距離遁地”——從月球遁去火星，花費時間為零。
實際上“量子通訊”倒沒有如此神奇。這些通訊技術的興奮人心之處，不在于傳播信息的速率，而是它“絕不泄露”的能耐。
“科學家所做的，就是找尋合適的方式，讓量子通訊才能逐步降低距離，最終投入實用。”在中國科技學院院長，量子信息學家韓正甫看來，中國科學家近些年在這一領域的持續進展，讓量子通訊技術開發的前景越來越光明。
為何量子通訊能不被監聽
先回頭談談量子理論，20世紀初的實驗發覺，能量或物質細小到一定限度量子通訊速度，就難以被確切檢測了(測不準原理)。由于檢測意味著干涉，當被檢測物微小到了極限，就不可能不被檢測完全改變。理論上完美到極至的顯微鏡，對于一個量子級別的粒子也束手無策，由于一“碰”就損壞了粒子的待測狀態。
量子理論作為現代數學學的核心理論，百年來被無數次證明和應用，也被每一個化學學家熟知。而借助量子效應來保護通訊密碼的創意，是上世紀80年代英國人提出的。
這個看法的實質在于：如果讓量子態的粒子攜帶密碼信息，就不會被半道檢測和竊取了。換句話說：假如信息僅“附著”在一個光子或電子上，當間諜“偷聽”時，信息就被盜聽動作改變了。靠著極端“脆弱”，這條信息通道可以保證內容的機密。
科學家怎樣利藥量子來傳輸信息呢？這就要用到“量子糾纏”的數學特點。
量子糾纏：永遠同步的胞胎
《格林童話》里提及：一對胞胎兄弟心靈相通，即使是分道揚鑣天各一方，父親殉職，弟弟即刻得悉。
在微觀世界里，也有“心靈感應”的可能。這就是曾被愛因斯坦叫做“幽靈般的超距離作用”的“量子糾纏”。按照量子熱學，有共同來源的兩個微觀粒子之間存在著糾纏關系，不管它們被分開多遠，只要一個粒子發生變化能夠立刻影響到另外一個粒子，即兩個處于糾纏態的粒子無論相距多遠，都能“感知”對方的狀態。
量子糾纏現象，致使光子、電子甚至是原子之間能互相影響，互相掣肘，因而傳遞信息。理論上講，這些糾纏可以使兩點之間，不論距離的即時通訊順利完成。這些“超距離通訊”不僅讓人們倍感新奇，并且給了科學家借助它來傳遞秘鑰的機會。
隨機狀態：偷不走的密碼本
往年無論是二戰時美軍、日軍的電報密碼本，還是防盜版用的軟件加密算法，總有被人搶走或破譯的危險。但是，靠著量子糾纏的特點，科學家就可以給出一個未能泄露、也無從破譯的秘鑰——你知我知，天不知地不知。
只要制造一對糾纏的粒子A和B，分別給信息的傳送人和接收人，這對粒子就好象唐代
戰爭用的兵符一樣，總是嚴格吻合的。
A粒子的狀態，在傳送人的檢測下，表現為一系列隨機值；因為A和B糾纏互感，所以十萬八千里外的B粒子，也表現出了一系列的對應值。也就是說，發信人和收信人把握了同一套隨機數列——這就是秘鑰。
秘鑰的載體是量子態的粒子，所以不能被半道探測(測不準原理)。有了絕對安全的秘鑰，傳送人可以放心大膽地把信息加密后傳出去了。窺視者會對這種加密信息束手無策。
把秘鑰扔遠，再扔遠
量子秘鑰的創意無懈可擊，但目前還不能投入大規模應用，緣由是很難讓一對糾纏粒子在長距離上保持穩定。在幾米內有效的秘鑰，在幾公里外就失真，之后消逝在虛空中了。因而超長距離的量子通訊，其實還逗留在理論階段。但在韓院士看來，這并不意味著研究人員的進展平緩。事實上，近些年來，中國科學家仍然在刷新量子傳輸的距離紀錄。
按照上個月的最新消息，中科大的研究團隊，早已讓糾纏態的高能光子對穿過10英里長的自由空間通道。這一距離是目前國際上自由空間糾纏光子分發的最遠距離，也是目前國際上沒有監聽漏洞的量子秘鑰分發的最大距離。
研究人員發覺，在這個距離上接收端的光子，仍能響應留在后方的光子狀態變化。遠距傳輸的平均保真度為89%。這項突破意味著量子通訊應用擴大到全球規模，恐怕不久才會到來。
同時，中科大的研究團隊還首次證明了：糾纏光子在穿透等效于整個大氣層寬度的地面大氣后量子通訊速度，其糾纏的特點一直才能保持，并可應用于高效、安全的量子通訊。科學家們正在計劃舉辦更遠距離的量子通訊實驗，下一步的目標是通過自由空間實現幾百公里的量子通訊，趕超光纖傳輸的極限。
可以想像，未來應用了量子通訊的戰場和政界，許多間諜工具和知識將逐步衰落。
-相關鏈接
被媒體誤解的“量子通訊”
一些媒體剖析“量子通訊”時，往往轉載使用了“超時空傳送”這個容易造成誤會的詞。的確，不論多遠都能“互感”的量子糾纏，很容易讓人疑惑：這是不是意味著，信息速率上限為光速這個原理失效了呢？
事實上，糾纏的兩個粒子雖然可以在很遠的距離上一個影響另一個，但它們難以傳遞任何信息。以秘鑰為例，當雙方共享同一套秘鑰時，并沒有發生信息的傳遞——雙方未能借助秘鑰做任何事情，直至加密的文本傳來，秘鑰才有意義——傳送加密文本的速率始終不可能超過光速。相對論沒有失效。
量子通訊和傳統通訊的惟一區別在于，量子通訊采用了一種新的秘鑰生成方法，但是秘鑰不可能被第三方獲取。量子通訊并不神奇。