出品光子盒研究院
2013年爆發(fā)的“棱鏡門”事件給全世界的網(wǎng)路通訊安全叩響了警鐘。日本針對(duì)中國(guó)進(jìn)行的竊聽和竊密惡行，涉及范圍包括中國(guó)政府和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人、中資企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)乃至普通網(wǎng)民和手機(jī)用戶等等，竊聽和竊密的廣度和深度超乎好多人的預(yù)料。
從那之后，中國(guó)陸續(xù)組建了國(guó)家安全委員會(huì)和中央網(wǎng)路安全和信息化小組，而且推進(jìn)了研究量子通訊的步伐。潘建偉在專訪中表示，斯諾登披露的法國(guó)國(guó)家安全局（NSA）的監(jiān)聽行為引起中國(guó)投入大量資金開發(fā)更安全的通訊。
如今我們都曉得了，量子通訊是目前世界公認(rèn)的最安全的通訊。這么，怎樣實(shí)現(xiàn)通訊的絕對(duì)安全？這一切要從量子密碼說起。
難以破譯的一次一密
在密碼學(xué)中，須要秘密傳遞的文字被稱為明文，將明文用某種方式整修后的文字叫作密文。將明文弄成密文的過程叫加密，與之相反的過程則被稱為揭秘。加密和揭秘時(shí)使用的規(guī)則被稱為秘鑰。
它的基本原理是采用秘鑰K1（0，1的隨機(jī)數(shù)列）通過加密算法將乙方要發(fā)送的信息（明文）變換成密文，在公開信道上發(fā)送到合法用戶甲方處，甲方采用秘鑰K2從密文中提取所要的明文。
假如甲乙雙方采用相同的秘鑰（即K1=K2），則稱為對(duì)稱密碼或私密密碼。假如K1≠K2，則稱為非對(duì)稱密碼或公開密碼，其中K1是公開的秘鑰，K2只為甲方私人擁有。
比如，Alice和Bob分居兩地，Alice常常給Bob送去貴重禮物，她一般將禮物鎖在袋子里寄給Bob，又通過某種形式將鎖匙傳遞給Bob。這樣，Bob收到袋子后就可以用鎖匙將鎖打開、得到禮物。
假定袋子特別牢靠，要想竊取禮物的惟一方法就是獲取鎖匙。也就是說，Alice所寄物品的安全性將完全取決于傳遞鎖匙的安全性。
怎樣傳遞鎖匙？有人建議Alice花錢雇傭一個(gè)可靠的人專門為她們傳遞鎖匙。但也不是哪些好辦法，雖然信使未必可靠，信使送鎖匙時(shí)可能會(huì)遭到功擊，甚至信使本人就是余孽。
還有人建議，兩個(gè)人預(yù)先為這把鎖訂制兩把一樣的鎖匙就可以了，鎖匙只有Alice和Bob有，他人沒有，難以搶走禮物。不過，這些辦法只能采用一兩次，假如久而久之總是用同一把鎖、同樣的鎖匙的話，也許是不安全的，歹徒接觸鎖的機(jī)會(huì)多了，可以想辦法復(fù)制鎖匙。
這時(shí)侯還有一種辦法：Bob自己塑造一套鎖和鎖匙。他將這把打開了的鎖寄給Alice，配套鎖匙則由自己保管。Alice沒有鎖匙，但可以很便捷地用這個(gè)鎖將袋子鎖上，之后寄給Bob。最后，Bob用自己保存的鎖匙打開袋子，得到禮物。這樣，不用運(yùn)送鎖匙，也能安全地寄出禮物了。
通過信使運(yùn)送鎖匙的方式，對(duì)應(yīng)于現(xiàn)代通訊中的對(duì)稱加密技術(shù)，而寄出一把打開的鎖，自己保留鎖匙的方式則對(duì)應(yīng)于非對(duì)稱加密技術(shù)。
對(duì)稱加密技術(shù)中，信息的發(fā)出方和接收方共享同樣的秘鑰，揭秘算法是加密算法的逆算法。這些方式簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟量子隱態(tài)傳輸，但因?yàn)轫氁ㄟ^另一條信道傳遞秘鑰，所以無法保證信息的安全傳遞——一旦秘鑰被攔截，信息內(nèi)容就曝露了。由此才發(fā)展出了非對(duì)稱加密技術(shù)。
非對(duì)稱加密技術(shù)，每位人在接收信息之前，就會(huì)形成自己的一對(duì)秘鑰，包含一個(gè)私鑰和公鑰。在上述事例中，打開的鎖是私鑰，鎖匙是公鑰。私鑰用于加密，公鑰用于揭秘。加密算法是公開的，揭秘算法是保密的。加密揭密不對(duì)稱，發(fā)送方與接收方也不對(duì)稱。
非對(duì)稱秘鑰中的私鑰是公開傳輸?shù)模魏稳硕寄艿玫剑€只為接收方私人擁有。在密文傳遞的路徑中，雖然有第三方查獲密文，他也未能揭秘，由于他沒有相應(yīng)的公鑰。
這時(shí)侯，要想破譯密文就必須從公開的私鑰入手。但非對(duì)稱加密是一種正向操作容易、逆向操作十分困難的算法。從公鑰的算法可以輕易得到私鑰，而有了私鑰卻極難得到公鑰。目前常用的RSA密碼系統(tǒng)的作用即在于此。
理論上，RSA密碼也不是完美的。雖然精典計(jì)算機(jī)破解高位數(shù)的RSA密碼十分困難，而且只要給夠時(shí)間，最終還是才能破解成功。更可怕的是，Shor算法通過量子計(jì)算機(jī)可以輕而易舉破解RSA密碼。雖然量子估算道阻且長(zhǎng)，而且并不阻礙我們未雨綢繆。
這么，有沒有一種絕對(duì)安全的密碼？確實(shí)有！早在上世紀(jì)40年代，知名的信息論鼻祖香農(nóng)（）采用信息論證明，假如秘鑰寬度與明文寬度一樣長(zhǎng)，并且用之后不再重復(fù)使用，則這些密文是絕對(duì)難以破譯的，也稱為“一次一密”。
在上述事例中，Alice和Bob事先各有一把相同的鎖匙，但若果每次都是同一把鎖、同一把鎖匙，其實(shí)是不安全的。這時(shí)侯，假如每次都用不同的鎖、不同的鎖匙，安全性將大大增強(qiáng)。
關(guān)于這個(gè)問題，100多年前的人們就早已想到了。一次一密密碼（one-timepad）最早是由Major和AT&T公司的在1917年發(fā)明的。雙方的秘鑰是隨機(jī)變化的，每次通信雙方傳遞的明文都使用同一條臨時(shí)隨機(jī)秘鑰和對(duì)稱算法進(jìn)行加密后方可在線路上傳遞。
由于秘鑰一次一變，且難以推測(cè)，這就保證了線路傳遞數(shù)據(jù)的絕對(duì)安全。雖然擁有再?gòu)?qiáng)悍的破解估算能力，在沒有秘鑰的前提下對(duì)線路截取的密文也是無能為力的。
這么為什么這些“一次一密”的密碼迄今未被廣泛推廣使用呢？主要誘因是，“一次一密”要大量消耗“密鑰”，須要甲乙雙方不斷地更新密碼本，而“密碼本”的傳送（即秘鑰分配）本質(zhì)上是不安全的。
比如，先前一次一密密碼的實(shí)現(xiàn)，須要通信雙方保存一個(gè)相同的密碼集，每位密碼集中擁有N條隨機(jī)秘鑰，每次通信次序使用其中的秘鑰。雙方的密碼集中相同序號(hào)的秘鑰必須是完全一樣的，否則密文未能被正確還原。所以一旦其中一個(gè)密碼集泄漏，這套加密系統(tǒng)自然就被破解了。這就導(dǎo)致密碼集的維護(hù)成本極高，且存在安全風(fēng)險(xiǎn)。
也就是說，采用不安全的秘鑰來施行“一次一密”加密仍是不安全的。這么是否有哪些辦法可以確保密鑰分配是安全的？有，這就是“量子秘鑰分配”（Key）。
真正的“量子通訊”
量子秘鑰分配（QKD）應(yīng)用到量子熱學(xué)的基本特點(diǎn)（如量子不可克隆性，量子不確定性等）來確保任何試圖盜取傳送中的秘鑰就會(huì)被合法用戶所發(fā)覺，這是QKD相比傳統(tǒng)秘鑰分配的奇特優(yōu)勢(shì)，前者原則上難于判定手頭的“密碼本”是否已被監(jiān)聽者復(fù)制過。
QKD的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是無需保存“密碼本”，只是在雙方須要施行保密通訊時(shí)，實(shí)時(shí)地進(jìn)行量子秘鑰分配，之后使用這個(gè)被確認(rèn)是安全的秘鑰實(shí)現(xiàn)“一次一密”的精典保密通訊，這樣可避免保存密碼本的安全隱患。
量子秘鑰分發(fā)，其目的是在兩個(gè)分離的通訊雙方之間構(gòu)建起完全安全的秘鑰傳輸通道。它的最原始的思想可溯源到1970年，波蘭學(xué)院的首次提出了共軛編碼的概念并發(fā)明了難以偽造的“量子貨幣”（Money）方案。
量子貨幣是一種不可復(fù)制、不可篡改的交易系統(tǒng)，其原理是光子的偏振光和不可克隆。但這個(gè)看法在當(dāng)時(shí)聽上去太過匪夷所思，的論文被多大專學(xué)刊物拒絕刊載，直至1983年。
1984年，IBM的和芝加哥學(xué)院的了解到的看法后，將“量子貨幣”概念與通訊中的公鑰密碼技術(shù)結(jié)合，提出了第一個(gè)實(shí)用型量子秘鑰分配系統(tǒng)——BB84方案，即將標(biāo)志量子保密通訊的誕生。
BB84方案的基本原理是，收發(fā)雙方的信息內(nèi)容是可以被編譯成光子偏振光的，Alice借助隨機(jī)偏振光發(fā)送信息，Bob發(fā)覺并記錄下信息。之后，Alice在公頻告知Bob偏振光頻度，雙方依照正確的偏振光比對(duì)選擇的信息部份。
如右圖所示，Alice有四種偏振光片，包括水平和垂直方向（組成一組正交基）、－45°和+45°方向（組成一組正交基），因而可以制備四種不同偏振光方向的光量子。
與此同時(shí)，Bob有兩種檢測(cè)基，第一種可以接收和檢測(cè)水平或垂直方向的光量子，判定是0還是1；同理第二種能接收和檢測(cè)-45°或+45°的光量子，判定是0還是1。
這就好比有兩種形成和測(cè)量量子比特0和1的機(jī)器，一種機(jī)器呈“+”形狀，為直線機(jī)，另一種呈“×”形狀，為對(duì)角機(jī)。在檢測(cè)的時(shí)侯，我們只能隨機(jī)選擇直線機(jī)和對(duì)角機(jī)中的一個(gè)來看光子是否通過。所以，測(cè)得的結(jié)果的確切率應(yīng)當(dāng)是選對(duì)的50%，再加上選錯(cuò)的一半中仍有一半的機(jī)率正確（25%），最后得到75%。
之后，就可以建造一個(gè)基于QKD的量子保密通訊系統(tǒng)了。如右圖所示，其中上路負(fù)責(zé)秘鑰分配，下路負(fù)責(zé)傳輸加揭秘?cái)?shù)據(jù)。在上路中，量子信道負(fù)責(zé)傳輸量子秘鑰，而精典信道負(fù)責(zé)傳輸檢測(cè)基等額外須要的信息。其中，精典通道是指無線電或互聯(lián)網(wǎng)等常用的信息發(fā)送通道。
如今我們就來瞧瞧，Alice發(fā)送了0和1組成的信息串以后，Bob這方接收的情況。
首先，Bob收到一串由量子比特構(gòu)成的信息后，將每一個(gè)量子比特隨機(jī)地放進(jìn)兩種測(cè)量機(jī)中的一種，并將記錄出來的檢測(cè)結(jié)果和自己選擇的測(cè)量機(jī)器次序，都從精典通道發(fā)回給Alice。
之后，Alice通過比較Bob接收到的和她自己發(fā)送時(shí)的數(shù)據(jù)，算出Bob檢測(cè)結(jié)果的正確率。假如這個(gè)數(shù)值大概是75%，說明信息沒有被監(jiān)聽。于是，Alice就把原先數(shù)據(jù)中Bob用對(duì)了機(jī)器的這些量子比特的序號(hào)選購(gòu)下來并通過精典通道發(fā)送給鮑勃，這種量子比特就作為通訊的秘鑰。
但是，假若量子比特在傳輸中途被監(jiān)聽了的話，這個(gè)量子比特就由于被監(jiān)聽者檢測(cè)過而改變狀態(tài)了。為此，監(jiān)聽者的存在將給Bob得到的最后結(jié)果引入偏差。這樣，Alice比對(duì)自己與Bob的數(shù)據(jù)以后，發(fā)覺正確率偏離了75%，能夠曉得有監(jiān)聽者存在，她便會(huì)扔掉此次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不用，而立刻換用另一個(gè)量子通道。
BB84方案應(yīng)用了量子通道，但傳輸?shù)娜允蔷湫畔ⅲ嬲摹傲孔油ㄓ崱笔菍⑿畔⒕幋a在量子比特上，在量子通道中將量子比特從乙方傳給甲方，直接實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。
例如在精典通訊中，Alice將須要傳輸?shù)奈募?jīng)過掃描后得到的信息，通過精典通道傳送給Bob，前者用另一張紙將圖象復(fù)印下來。但是，Alice不可能用這些方法將一個(gè)量子態(tài)傳輸給Bob。由于要傳輸就必需要檢測(cè)，但量子態(tài)一經(jīng)檢測(cè)便發(fā)生坍縮，不再是原先的量子態(tài)了。
這么，怎樣在不造成坍縮的情況下，將一個(gè)量子態(tài)傳輸出去呢？
于是1993年，、等六人聯(lián)合發(fā)表的論文提出了隱型傳態(tài)合同（），借助兩個(gè)精典比特信道和一個(gè)纏繞比特實(shí)現(xiàn)了一個(gè)量子比特的傳輸。
這個(gè)傳輸過程借助的是量子糾纏態(tài)。先是制備兩個(gè)有糾纏的量子（粒子）對(duì)A和B，Alice和Bob各持一個(gè)。之后，Alice對(duì)須要傳送的量子態(tài)X和她手中的A做“貝爾檢測(cè)”。貝爾檢測(cè)是一種特殊的檢測(cè)，要讓兩個(gè)粒子深陷糾纏。檢測(cè)后，X的量子態(tài)坍縮了，但它的狀態(tài)信息隱藏在A中，使A也發(fā)生變化（但并非坍縮）。
由于A和B相互糾纏，A的變化立刻影響B(tài)，讓B也發(fā)生變化。不過這個(gè)時(shí)侯Bob還不能觀察B，直至從精典通道得到Alice傳來的信息。
Alice將檢測(cè)結(jié)果（即A發(fā)生的變化）告訴鮑勃，之后，Bob對(duì)B進(jìn)行相應(yīng)的變換處理，才能使B成為和原先的X一模一樣的量子態(tài)。這個(gè)傳輸過程完成以后，即使X坍縮了，但X所有的信息都傳輸?shù)搅薆上，因此稱之為“隱形傳態(tài)”。
以上兩個(gè)合同的提出奠定了整個(gè)量子信息理論的基礎(chǔ)，此后20多年里，量子通訊開始遭到各國(guó)的注重并快速步入應(yīng)用階段。
量子通訊的商用化
量子通訊哪些時(shí)侯實(shí)現(xiàn)商用化？這個(gè)問題不能一概而論。由于量子隱型傳態(tài)（QT）商用化的難度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過量子秘鑰分發(fā)（QKD），后者傳輸?shù)氖橇孔颖忍兀ㄐ畔ⅲ罢邆鬏數(shù)氖敲罔€而非信息。
1997年，加拿大小組首次成功實(shí)現(xiàn)了量子隱型傳態(tài)通訊；同年，還在英國(guó)留學(xué)的潘建偉和法國(guó)學(xué)者丹巴斯特等人合作，首次實(shí)現(xiàn)了未知量子態(tài)的遠(yuǎn)程傳輸。
2004年，潘建偉小組在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)五光子糾纏和終端開放的量子態(tài)隱型傳輸，隨后又首次實(shí)現(xiàn)6光子、8光子糾纏態(tài)；2011年，在國(guó)際上首次成功實(shí)現(xiàn)了百公里量級(jí)的自由空間量子隱型傳態(tài)和糾纏分發(fā)，解決了通信衛(wèi)星的遠(yuǎn)距離信息傳輸問題。
近些年來，QT研究在空、天、地等平臺(tái)上積極舉辦實(shí)驗(yàn)探求。2017年，中科大基于“墨子號(hào)”衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)星地之間QT傳輸，低軌衛(wèi)星與地面站采用上行鏈路實(shí)現(xiàn)量子態(tài)信息傳輸量子隱態(tài)傳輸，最遠(yuǎn)傳輸距離達(dá)到1400公里，成為目前QT自由空間傳輸距離的最遠(yuǎn)記錄。
2018年，歐共體量子旗艦計(jì)劃創(chuàng)立量子互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟（QIA），采用軟禁離子和光子波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換技術(shù)探求實(shí)現(xiàn)量子隱型傳態(tài)和量子儲(chǔ)存中繼，計(jì)劃在波蘭四城市之間構(gòu)建全球首個(gè)光纖QT實(shí)驗(yàn)網(wǎng)路，基于糾纏交換實(shí)現(xiàn)量子態(tài)信息的直接傳輸和多點(diǎn)組網(wǎng)。
2019年，武漢學(xué)院報(bào)導(dǎo)了基于無人機(jī)舉辦空地量子糾纏分發(fā)和檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，無人機(jī)攜帶光學(xué)發(fā)射機(jī)荷載，完成與地面接收站點(diǎn)之間200米距離的量子糾纏分發(fā)檢測(cè)。
但是，QT研究目前仍主要局限在各類平臺(tái)和環(huán)境條件下的實(shí)驗(yàn)探求，包括高品質(zhì)糾纏制備、量子態(tài)儲(chǔ)存中繼和高效率量子態(tài)測(cè)量等關(guān)鍵技術(shù)困局仍未突破，距離實(shí)用化仍有較大距離。
相比QT，QKD實(shí)現(xiàn)商用化的可能性更大。1993年，加拿大研究小組首先在光纖中使用相位編碼的方式實(shí)現(xiàn)了BB84方案，通訊傳輸距離達(dá)10km。此后20多年里，QKD的實(shí)驗(yàn)研究不斷突破傳輸距離和秘鑰成分辨率的記錄。
2018年，富士通歐研所報(bào)導(dǎo)新型相位隨機(jī)化雙光場(chǎng)編碼和傳輸實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)550公里超低耗損光纖傳輸距離記錄，其中的雙光場(chǎng)中心檢測(cè)節(jié)點(diǎn)可以作為量子中繼的一種代替方案。
同年，中科大和法國(guó)科大學(xué)聯(lián)合報(bào)導(dǎo)了基于“墨子號(hào)”衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)7600公里距離的洲際QKD和量子保密通訊，在可用時(shí)間窗口內(nèi)，基于衛(wèi)星中繼的秘鑰傳輸平均速度~3kbps，在兩地QKD秘鑰累積一定數(shù)目以后，可以用于進(jìn)行圖片和視頻大會(huì)等應(yīng)用的加密傳輸。
隨著QKD技術(shù)步入實(shí)用化階段，并不斷舉辦試點(diǎn)應(yīng)用和網(wǎng)路建設(shè)，進(jìn)一步提高雖然用化和商用化水平成為科研機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)鏈上下游關(guān)注和技術(shù)變遷的主要方向。
QKD實(shí)用化技術(shù)變遷的主要方向包括基于光子集成（PIC）技術(shù)提高收發(fā)機(jī)的集成度，采用連續(xù)變量（CV）QKD技術(shù)舉辦實(shí)驗(yàn)和商用設(shè)備開發(fā)，以及舉辦QKD與現(xiàn)有光通訊網(wǎng)路的共纖傳輸和融合組網(wǎng)等。
目前，實(shí)現(xiàn)量子秘鑰分發(fā)有兩種方式：離散變量量子秘鑰分發(fā)（DV-QKD）和連續(xù)變量量子秘鑰分發(fā)（CV-QKD），其中CV-QKD技術(shù)出現(xiàn)時(shí)間相對(duì)較晚，但憑著其先天優(yōu)勢(shì)，近十幾年來得到了迅速的發(fā)展。
1999年，俄羅斯科學(xué)家Ralph首次提出CV-QKD的看法。CV-QKD技術(shù)編碼信息在光場(chǎng)的正則份量上，系統(tǒng)只須要普通的相干激光器、平衡零差測(cè)量器，成本低、實(shí)用性強(qiáng)，且在同等條件下其輸出的秘鑰率遠(yuǎn)低于DV-QKD技術(shù)，與傳統(tǒng)光通訊網(wǎng)路融合性高。
然而目前CV-QKD技術(shù)在安全傳輸距離方面還不如DV-QKD技術(shù)。為此，DV-QKD技術(shù)和CV-QKD技術(shù)各有其應(yīng)用偏重方向，可以產(chǎn)生挺好的互補(bǔ)關(guān)系，具備了建立商業(yè)化系統(tǒng)的條件。
近些年來，基于QKD的量子保密通訊在全球范圍內(nèi)進(jìn)一步舉辦了試點(diǎn)應(yīng)用和網(wǎng)路建設(shè)，歐共體量子旗艦計(jì)劃項(xiàng)目支持俄羅斯和烏克蘭等地營(yíng)運(yùn)商，舉辦QKD實(shí)驗(yàn)網(wǎng)路建設(shè)。日本的營(yíng)運(yùn)商通過競(jìng)購(gòu)英國(guó)IDQ股權(quán)等方法，也開始介入QKD技術(shù)領(lǐng)域，并參建了日本釜山地區(qū)的QKD實(shí)驗(yàn)網(wǎng)路。
我國(guó)量子保密通訊的網(wǎng)路建設(shè)和示范應(yīng)用發(fā)展較為迅速，近些年來，潘建偉團(tuán)隊(duì)及其產(chǎn)業(yè)公司舉辦了“京滬干線”和國(guó)家廣域量子保密通訊骨干網(wǎng)路建設(shè)一期工程等QKD項(xiàng)目。郭光燦團(tuán)隊(duì)聯(lián)合相關(guān)企業(yè)建設(shè)了從杭州到揚(yáng)州的“合巢蕪城際量子密碼通訊網(wǎng)路”，以及從上海到南京總長(zhǎng)近600公里的“寧蘇量子干線”。
商用化進(jìn)程方面，CV-QKD技術(shù)在清華、北郵、上海師大和四川學(xué)院等院校和研究機(jī)構(gòu)中取得大量研究成果。北京循態(tài)量子、北京啟科量子、北京中創(chuàng)為量子和廣州國(guó)騰量子等公司加入QKD設(shè)備供應(yīng)商行列，同時(shí)傳統(tǒng)通訊設(shè)備行業(yè)中的華為和烽火等設(shè)備供應(yīng)商，也開始關(guān)注基于CV-QKD等技術(shù)的商用化設(shè)備。
但值得一提的是，QKD還只是量子保密通訊系統(tǒng)的一個(gè)環(huán)節(jié)，量子保密通訊系統(tǒng)整體滿足信息論可證明安全性須要QKD、一次一密加密和安全身分認(rèn)證三個(gè)環(huán)節(jié)，缺一不可。
目前QKD商用系統(tǒng)在現(xiàn)網(wǎng)光纖中的秘鑰生成速度約為數(shù)十kbit/s量級(jí)，對(duì)于現(xiàn)有信息通訊網(wǎng)路中的高速業(yè)務(wù)，無法采用一次一密加密，需與傳統(tǒng)對(duì)稱加密算法相結(jié)合，由QKD提供對(duì)稱加密秘鑰。這樣一來，因?yàn)榇嬖诿罔€的重復(fù)使用，并不滿足一次一密的要求。
量子通訊的研究已有30多年歷程，目前達(dá)到的實(shí)際水平是：在百公里范圍的城域網(wǎng)，量子密碼體系可以做到秘鑰分配在現(xiàn)有技術(shù)保證的各類功擊下是安全的，安全秘鑰生成率在25公里可確保高清視頻“一次一密”，在100公里內(nèi)能確保音頻、文字、圖片等的“一次一密”。
假如超過城域范圍，就難以確保其安全性了。長(zhǎng)距離的QKD網(wǎng)路須要利用“可信中繼節(jié)點(diǎn)”技術(shù)，進(jìn)行逐段秘鑰分發(fā)，秘鑰落地儲(chǔ)存和中繼。秘鑰一旦落地儲(chǔ)存，就不再具備量子態(tài)和由量子熱學(xué)保證的信息論安全性。
因而，遠(yuǎn)程量子保密通訊只有采用“量子中繼”才能確保其安全性，而“量子中繼”的研發(fā)遭到可實(shí)用的量子儲(chǔ)存器和確定性糾纏光子源的限制，目前依然處于基礎(chǔ)研究階段。
從城域網(wǎng)到廣域網(wǎng)，從量子密碼到隱型傳態(tài)，任重且道遠(yuǎn)。