導(dǎo)讀
世界上的事情就是這樣滑稽，量子通信的現(xiàn)況尤其滑稽，潘建偉更是不可理喻的滑稽。一個(gè)自詡自己沒(méi)有看懂量子熱學(xué)的人，竟然成了量子技術(shù)的首席科學(xué)家，還把量子通信衛(wèi)星送上天！
——梅曉春
方舟子等批評(píng)潘建偉
本世紀(jì)以來(lái)，網(wǎng)路技術(shù)發(fā)展的同時(shí)造成嚴(yán)重的信息安全問(wèn)題。有人不斷宣揚(yáng)量子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)會(huì)造成現(xiàn)有的通信保密系統(tǒng)崩潰，而量子通信又被覺(jué)得具有絕對(duì)的，無(wú)條件的保密性，可以有效抵御量子計(jì)算機(jī)的功擊。處于信息安全方面的疑慮，量子通信被列為國(guó)家重大科技項(xiàng)目，投入巨資研究開(kāi)發(fā)。由中國(guó)科技學(xué)院教授潘建偉主導(dǎo)的量子通信也就成社會(huì)熱門(mén)話題，不斷登上中國(guó)科學(xué)進(jìn)步的榮譽(yù)榜。
潘建偉團(tuán)隊(duì)的量子通信被覺(jué)得是一項(xiàng)具有重要國(guó)際影響的原始創(chuàng)新成果，為我國(guó)在新興的量子信息產(chǎn)業(yè)占據(jù)先機(jī)、成為領(lǐng)跑者奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。滬寧量子通信線路的開(kāi)通，墨子號(hào)通信衛(wèi)星的發(fā)射，成了中國(guó)科技進(jìn)步的標(biāo)志性樣板。潘建偉由此獲得一系列科學(xué)大獎(jiǎng)，包括2006年國(guó)家自然科學(xué)銀獎(jiǎng)和2017年民間“未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)”，被評(píng)為“2015中國(guó)科學(xué)年度新聞人物”，四次榮獲"中國(guó)十大科技進(jìn)展"，等等等等。加上媒體鋪天蓋地的宣傳，使潘建偉成了科學(xué)名星人物，甚至被冠以“中國(guó)的量子之父”稱(chēng)號(hào)。
去年人大政協(xié)人代會(huì)期間，潘建偉接受記者專(zhuān)訪時(shí)說(shuō)，打算花20億港元，在未來(lái)五到六年內(nèi)，建立一個(gè)天地一體化的量子通信網(wǎng)路，來(lái)保護(hù)千家萬(wàn)戶的信息安全。此前潘建偉放出豪言，要向太空發(fā)射幾十個(gè)同步衛(wèi)星，構(gòu)建全球量子通信網(wǎng)路，搶占全球通信技術(shù)的至低點(diǎn)。潘建偉的成就讓國(guó)人倍感揚(yáng)眉吐氣，讓世界為之屬目。
另一方面，科學(xué)界和相關(guān)技術(shù)人士對(duì)潘建偉的量子通信技術(shù)存在普遍的懷疑。只要在網(wǎng)路上稍加檢索，都會(huì)發(fā)覺(jué)許多指責(zé)、否定量子通信技術(shù)的文章和言論。其中包括上海學(xué)院化學(xué)大學(xué)王國(guó)文院士，上海郵電學(xué)院信息工程大學(xué)校長(zhǎng)、密碼專(zhuān)家楊義先院士，北京學(xué)院物理系密碼專(zhuān)家曹正軍教授，四川通信網(wǎng)信息傳輸與分發(fā)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)家李雨紅，加洲學(xué)院紐約校區(qū)化學(xué)系研究員徐令予等，都實(shí)名發(fā)表專(zhuān)業(yè)性的文章，否定潘建偉等的量子通信。
還有許多著名與不著名的作者，在網(wǎng)上公開(kāi)發(fā)表言論，從其他各類(lèi)不同的角度潘建偉 量子通訊，對(duì)潘建偉提出嚴(yán)厲的批評(píng)，其中包括知名評(píng)論家方舟子，燕山學(xué)院院長(zhǎng)李子豐，日本佛羅里達(dá)學(xué)院化學(xué)系院長(zhǎng)王令雋潘建偉 量子通訊，四川學(xué)院交通大學(xué)院士曲邵偉，學(xué)者池昭新，匿名理論化學(xué)博士，以及作者本人等等。按照筆者的了解，目前科學(xué)界有特別多的人對(duì)量子通信持懷疑和批評(píng)心態(tài)，包括潘建偉的中科大校友和科大學(xué)的相關(guān)學(xué)者。只是礙于個(gè)別難以明說(shuō)的緣由，她們?cè)诠_(kāi)場(chǎng)合不發(fā)表意見(jiàn)罷了。
面對(duì)洶洶如潮的批評(píng)，潘建偉卻不為所動(dòng)。他從來(lái)不做任何技術(shù)性的反駁，也不接受任何批評(píng)。他的理由有兩條：1:這種批評(píng)沒(méi)有在專(zhuān)業(yè)科學(xué)刊物上公開(kāi)發(fā)表，因而不是正規(guī)的學(xué)術(shù)批評(píng)。2.量子通信的絕對(duì)保密性有量子熱學(xué)的基本原理保證，這種批評(píng)不涉及量子熱學(xué)，因此是無(wú)效的。
潘建偉的第一條理由或許是愚蠢的，沒(méi)有在專(zhuān)業(yè)刊物上發(fā)表就不算數(shù)？這種評(píng)論中許多都是極其專(zhuān)業(yè)的，假如潘建偉是一個(gè)在科學(xué)上誠(chéng)實(shí)的人，他就應(yīng)當(dāng)正視這種意見(jiàn)。更即便許多人是質(zhì)疑潘建偉作假，在誤導(dǎo)國(guó)家科學(xué)管理機(jī)構(gòu)和社會(huì)大眾。這就如揭露一個(gè)劫匪，在互聯(lián)網(wǎng)上公布不行嗎？莫非還要把檢舉信領(lǐng)到專(zhuān)業(yè)刊物去正規(guī)發(fā)表？
現(xiàn)實(shí)情況是，潘建偉等人早已產(chǎn)生利益相關(guān)的小團(tuán)體，實(shí)際控制了量子通信相關(guān)領(lǐng)域的話語(yǔ)權(quán)。批評(píng)量子通信的文章的無(wú)法發(fā)表，在學(xué)術(shù)大會(huì)上不被容許發(fā)言。筆者本人就親身經(jīng)歷過(guò)這些事，多次投稿出席中國(guó)數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)晚會(huì)，要求在信息數(shù)學(xué)學(xué)分會(huì)上發(fā)言，但均被拒絕，而潘建偉就是該分會(huì)的負(fù)責(zé)人。
上海學(xué)院化學(xué)大學(xué)的王國(guó)文院士，是一位80多歲的資深數(shù)學(xué)學(xué)者，常年從事量子光學(xué)方面的教學(xué)和研究。多年以來(lái)，王國(guó)文院士在中國(guó)科大學(xué)的科學(xué)網(wǎng)博客上發(fā)表了幾十篇特別有份量的文章，對(duì)潘建偉研究工作的錯(cuò)誤性和虛假性，做了特別深刻的揭發(fā)和批判。今年6月，沒(méi)任何正當(dāng)理由的情況下，王國(guó)文院士的科學(xué)網(wǎng)博客被封。這件事不僅說(shuō)明國(guó)外有些人對(duì)潘建偉的敵視到了何等盲目的地步外，還說(shuō)明國(guó)外對(duì)科學(xué)批評(píng)的包容性的缺少到了何等嚴(yán)重的程度，科學(xué)公正競(jìng)爭(zhēng)的環(huán)境是何等的惡劣。
潘建偉的第二條理由說(shuō)到根本。所謂的量子通信的絕對(duì)保密性構(gòu)建在“量子態(tài)不可克隆定律”基礎(chǔ)上。這個(gè)定律對(duì)量子通信至關(guān)重要，是量子通信賴(lài)以存在的生命線。假如沒(méi)有這個(gè)定律的支撐，與傳統(tǒng)的激光光纖通信相比，量子通信沒(méi)有一點(diǎn)優(yōu)越性。要否定量子通信的絕對(duì)保密性，首先就得否定“量子態(tài)不可克隆定律”。
2018年3月20日，筆者和南方工業(yè)學(xué)院手動(dòng)化系李小堅(jiān)院士在《中國(guó)科技新聞網(wǎng)》專(zhuān)家智庫(kù)欄目上，發(fā)表了題為《量子態(tài)不可克隆定律不創(chuàng)立的證明》文章。該文章證明，“量子態(tài)不可克隆定律”根本不創(chuàng)立，構(gòu)建在這個(gè)定律的基礎(chǔ)上的，量子通信所謂的無(wú)條件保密性根本不存在！
量子熱學(xué)上個(gè)世紀(jì)初就被提出，至今早已一百多年。日本化學(xué)學(xué)家普朗克1900年提出微觀粒子能量分立概念，其后由波爾、波恩，薛定諤、海森堡和狄拉克等人構(gòu)建完整的量子熱學(xué)體系。在初期的量子熱學(xué)中，根本就沒(méi)有哪些“量子態(tài)不可克隆定律”。直至1982年，才由和Zurek提出這個(gè)定律。因?yàn)檫@個(gè)定律的證明過(guò)程玄而又玄，推論似是而非，不清不楚，好多從事量子熱學(xué)研究的人都不曉得如何回事，也不樂(lè)意提到。直至上世紀(jì)末，量子信息理論熱門(mén)上去，才把這個(gè)定律作為量子信息論的基礎(chǔ)之一，量子通信專(zhuān)家動(dòng)不動(dòng)就把這個(gè)定律掛在嘴上。
為了弄清量子通信是否真的具有無(wú)條件的保密性，筆者和李小堅(jiān)院士仔細(xì)考察了“量子態(tài)不可克隆定律”的證明。結(jié)果發(fā)覺(jué)這個(gè)定律矛盾百出，實(shí)際上根本不可能組建。量子信息學(xué)界對(duì)這個(gè)定律的理解也是完全錯(cuò)誤的，實(shí)際上是只知其二，不知其一。與其把它稱(chēng)為“量子態(tài)不可克隆定律”，不如把它稱(chēng)為“量子態(tài)可克隆定律”!
在證明“量子態(tài)不可克隆定律”的原始論文中，首先假定任意一個(gè)量子態(tài)都是可以克隆的。之后定義了一個(gè)量子態(tài)克隆算符，推導(dǎo)入了另外一個(gè)量子態(tài)可以克隆的兩個(gè)條件。一個(gè)是正交條件，另一個(gè)是非正交條件，即這兩個(gè)量子態(tài)的乘積的積分等于零或等于1。滿足這兩個(gè)條件的量子態(tài)都是可以克隆的，不滿足才不可克隆。
因而根本就不存在量子態(tài)不可克隆的問(wèn)題，而是哪些樣的量子態(tài)可以克隆的問(wèn)題。我們的研究還發(fā)覺(jué)，對(duì)于通常的量子體系，可以有無(wú)窮多的量子態(tài)滿足這兩個(gè)條件，所謂的量子態(tài)不可克隆的說(shuō)法實(shí)際上是一個(gè)笑話！
據(jù)悉，定義的量子態(tài)克隆算符有嚴(yán)重的問(wèn)題。將這個(gè)算符作用于一個(gè)被克隆的波函數(shù)，結(jié)果不變。將它作用于標(biāo)準(zhǔn)的純態(tài)波函數(shù)，卻可以將它弄成被克隆的波函數(shù)。這樣的結(jié)果其實(shí)是自相矛盾的，由于純態(tài)波函數(shù)也是波函數(shù)，因而量子克隆算符在物理上不可能組建。
論文中舉了一個(gè)簡(jiǎn)單的事例，搞數(shù)學(xué)的人只要一看就懂。例如要克隆氫原子的第一迸發(fā)態(tài)，可以將氫原子的能級(jí)波函數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)純態(tài)。但是我們根本不可能找到一個(gè)算符的具體方式，將它作用于第一迸發(fā)態(tài)波函數(shù)結(jié)果不變，卻可以將能級(jí)波函數(shù)弄成第一迸發(fā)態(tài)波函數(shù)。
另一方面，受數(shù)學(xué)基本規(guī)律的限制，個(gè)別根據(jù)“量子態(tài)不可克隆定律”可以克隆的量子態(tài)實(shí)際上是不可克隆的。例如受躍遷定則的限制，氫原子的能級(jí)不可能躍遷到個(gè)別正交的迸發(fā)態(tài)，這種迸發(fā)態(tài)就不可能以能級(jí)波函數(shù)為純態(tài)進(jìn)行克隆。但是根據(jù)“量子態(tài)不可克隆定律”，這種迸發(fā)態(tài)仍舊是可以克隆的，因而“量子態(tài)不可克隆定律”在化學(xué)上通常也不創(chuàng)立。
事實(shí)上，量子態(tài)克隆算符只有一個(gè)具象的方式。化學(xué)學(xué)家們從來(lái)都沒(méi)有找到它的具體方式，更不用說(shuō)用它來(lái)估算具體的克隆過(guò)程。在量子熱學(xué)中，所有的算符都必須有具體的物理方式，才能用它做具體估算，否則是沒(méi)有意義的。因而所謂的“量子態(tài)不可克隆定律”只是談?wù)劧眩皇且粋€(gè)可以具體操作的東西，更談不上得到實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。
這些情況如同某人說(shuō)他有一把步槍可以中單獸，但這把手槍即無(wú)彈匣，也無(wú)槍栓和炮彈，實(shí)際上是個(gè)模型，等于無(wú)用。
在理論上，量子態(tài)的克隆是一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題，它涉及互相作用，絕不是定義的那個(gè)簡(jiǎn)單具象算符能夠描述的。
在實(shí)驗(yàn)方面，量子態(tài)的制備早已使一個(gè)相當(dāng)成熟的學(xué)科。例如激光器就是一個(gè)很有效的光子克隆機(jī)。連續(xù)波譜激光器不但可以克隆單個(gè)光子，并且可以大批量地克隆各類(lèi)各樣的光子。
說(shuō)光的非正交態(tài)不能克隆則更為荒謬，由于光偏振光方向是一個(gè)相對(duì)的概念。只要讓光子通過(guò)一個(gè)合適的偏振光器，就可以把它弄成任意偏振光態(tài)的光子，光的偏振光狀態(tài)與是否還能克隆是無(wú)關(guān)的。說(shuō)量子態(tài)不可克隆的人，只能說(shuō)明他對(duì)化學(xué)學(xué)的無(wú)知。
量子的安全笑話
關(guān)于潘建偉等人對(duì)量子通信無(wú)底線的吹捧，密碼專(zhuān)家楊義先院士在科學(xué)網(wǎng)博客上發(fā)表了一篇題為《量子的安全笑話》的文章，對(duì)量子密鑰是否絕對(duì)安全，量子通信是否可以代替現(xiàn)有的光纖通信的問(wèn)題，做了詳盡的說(shuō)明。文章寫(xiě)道：
“量子通信絕對(duì)（無(wú)條件）安全嗎？從哲學(xué)角度看，即使腦袋壞了，你用腳后跟稍為想一想，就很清楚的事情，卻被媒體炒得沸沸揚(yáng)揚(yáng)，似乎已是真理一樣。…不要說(shuō)你量子通信不可能絕對(duì)安全；即使百年后、千年后出現(xiàn)的愈發(fā)先進(jìn)的“牛X通信”，也不可能絕對(duì)安全！老兄，請(qǐng)記住：任何時(shí)侯，“安全”都只是相對(duì)的，“不安全”才是絕對(duì)的！更可能的情況是：網(wǎng)路世界會(huì)越來(lái)越不安全，量子通信普及后，安全問(wèn)題將更多。由于，幾千年來(lái)的歷史經(jīng)驗(yàn)早已反復(fù)證明，任何先進(jìn)的技術(shù)就會(huì)帶來(lái)新的安全恐嚇，這也就是為何佛教說(shuō)：人類(lèi)雖然是“嗜好死亡”的生物。”
楊義先院士還無(wú)不抨擊地說(shuō)：
“光纖專(zhuān)家們剛經(jīng)歷的尷尬，也許可拿來(lái)教訓(xùn)一下驕傲的量子專(zhuān)家：僅在幾年前，光纖專(zhuān)家還抗衡說(shuō)“光纖通信就是安全，由于光纖很難插接……”；結(jié)果話音未落，自己的內(nèi)褲就爆光了！”
不幸的是，歷史再度重復(fù)，慘劇再度飾演。楊義先院士的話音剛落，量子通信專(zhuān)家們就敗露了。“量子態(tài)不可克隆定律”轟然倒塌，量子通信弄成一場(chǎng)史無(wú)前例的慘劇。潘建偉等上演了一場(chǎng)空前規(guī)模穿幫大戲，道具高昂，舞臺(tái)花哨，以假亂真，濫竽充數(shù)，指鹿為馬，亦虛亦實(shí)，在令人眼花繚亂的一番演出以后，留下遍地荒謬。
假如潘建偉等不服氣，一直堅(jiān)持太上皇有穿新衣的話，就請(qǐng)鼓足勇氣來(lái)與我們對(duì)決一番。掏出她們的真能耐，證明“量子態(tài)不可克隆定律”沒(méi)有錯(cuò)，我們的文章純屬胡謅八道。假如潘建偉們就能證明這一點(diǎn)，就可以為自己洗白。假如不能證明這一點(diǎn)，就逃不了欺世盜名的指控。花了幾十萬(wàn)元人民幣，搞了那么一個(gè)舉世著稱(chēng)的假大空工程，誤導(dǎo)全世界，她們應(yīng)該向全省人民道歉！
“量子態(tài)不可克隆定律”的證明雖然很簡(jiǎn)單，它就如一層窗欞，一旦被捅破，學(xué)數(shù)學(xué)的誰(shuí)都能讀懂。國(guó)外懂量子熱學(xué)的人千千萬(wàn)萬(wàn)，請(qǐng)你們讀一讀我們的證明，瞧瞧“量子態(tài)不可克隆定律”到底對(duì)不對(duì)？潘建偉等也不要說(shuō)我們的文章沒(méi)有即將發(fā)表，中國(guó)科技新聞網(wǎng)是中國(guó)科技部辦的。她們不承認(rèn)也沒(méi)有關(guān)系，但請(qǐng)她們把向科技部要錢(qián)給退了。
在中國(guó)科技新聞網(wǎng)同日同欄發(fā)表的，還有梅曉春，李小堅(jiān)和俞平寫(xiě)的另外一篇文章，題為《量子通信的無(wú)條件保密性不存在——量子通信可以用精典光學(xué)理論描述與量子熱學(xué)無(wú)關(guān)》。在這篇文章中，梅曉春等強(qiáng)調(diào)，量子通信的BB84合同屬于精典光學(xué)的激光弱光源通信范疇。它的理論和實(shí)際操作過(guò)程都可以用精典光學(xué)理論描述，與量子熱學(xué)沒(méi)有關(guān)系。與傳統(tǒng)的構(gòu)建在大數(shù)分解基礎(chǔ)上的密碼系統(tǒng)和成熟的大容量光纖通信相比，量子通信沒(méi)有任何優(yōu)勢(shì)，不但效率低下，但是穩(wěn)定性差，實(shí)際上根本不適用。
事實(shí)上，量子通信表面上看藥量子力學(xué)波函數(shù)描述光子，但所謂的波函數(shù)實(shí)際上是電場(chǎng)硬度，不是真正的量子熱學(xué)波函數(shù)。量子熱學(xué)的疊加態(tài)波函數(shù)是希爾伯特空間的矢量，不是歐幾里得空間的矢量，即不可直接檢測(cè)，也不能在歐幾里得幾何空間中進(jìn)行分解。量子通信用的實(shí)際上是電場(chǎng)強(qiáng)度，它是歐幾里得空間的矢量，可以直接檢測(cè)，兩者的數(shù)學(xué)意義是完全不一樣的。但量子通訊卻將兩者混肴，用電場(chǎng)硬度來(lái)替代量子熱學(xué)波函數(shù)，冒充量子熱學(xué)。
實(shí)際的量子通訊只須要用到分光器，通過(guò)它來(lái)改變光的偏振光，用偏振光態(tài)來(lái)編碼和傳送信息。那些都是精典光學(xué)的東西，采用精典電磁理論能夠描述。光子的概念在牛頓時(shí)代就早已提出，并不是量子熱學(xué)出現(xiàn)后才有的概念。所謂的量子通信實(shí)際上是構(gòu)建在精典光學(xué)基礎(chǔ)上，采用弱光源進(jìn)行的光纖通信，與量子力學(xué)完全無(wú)關(guān)。
事實(shí)上，量子通信理論從來(lái)都不討論薛定諤多項(xiàng)式，不須要求解任何量子熱學(xué)多項(xiàng)式，甚至連普朗克常數(shù)都不出現(xiàn)。量子熱學(xué)最重要的特點(diǎn)之一，是波函數(shù)的線性疊加原理，量子熱學(xué)的態(tài)是線性疊加態(tài)。但是在量子通信的實(shí)際操作過(guò)程中，拿來(lái)編制密碼的光子都是具有確定偏振光的單光子，而不是疊加態(tài)的光子。根據(jù)量子熱學(xué)的檢測(cè)理論，一旦進(jìn)行檢測(cè)，波函數(shù)就坍塌到疊加態(tài)的某個(gè)狀態(tài)。因?yàn)楣庾拥陌l(fā)射與接收都可看成一種檢測(cè)過(guò)程，線性疊加態(tài)是不可輸入和輸出的，所謂的量子通信根本不涉及疊加態(tài)。
在網(wǎng)上可以查到，李紅雨和李維綱分別提出兩個(gè)破解BB84協(xié)定的方式。這兩個(gè)方式都十分簡(jiǎn)單，所用到的就是幾個(gè)分光器，幾個(gè)步驟就可以把發(fā)送方發(fā)送的光子的偏振光態(tài)檢測(cè)清楚。不管她們的方式是否真的可用，都說(shuō)明BB84協(xié)定使用的就是精典光學(xué)方式，與量子熱學(xué)無(wú)關(guān)。
大規(guī)模的量子通信網(wǎng)路是不可行的
除此之外，所謂的量子通信與通常人的理解有很大的距離，以下幾點(diǎn)須要澄清。
1.量子通信傳送的實(shí)際上是密鑰，即給信息加鎖和解鎖的鎖匙，而不是傳送經(jīng)過(guò)加密的信息。緣由在于現(xiàn)代通信的信息量十分大，因?yàn)椴捎脴O弱的光源（單光子），量子通信的效率十分低，根本不能適應(yīng)大容量通信的須要。
2.所謂的量子密鑰的本身一直是一種傳統(tǒng)的密鑰方式，即隨機(jī)碼。根據(jù)密碼學(xué)理論，只要隨機(jī)碼不是和明文一樣長(zhǎng)，一直是可以破譯的。
3.量子密鑰的傳送與大容量的數(shù)據(jù)傳輸是分開(kāi)進(jìn)行的，有兩種方法傳送。一是與傳統(tǒng)光纖并行鋪裝一條獨(dú)立的光纖傳送，二是通過(guò)衛(wèi)星遠(yuǎn)距離傳送。大容量明文的加密一直用傳統(tǒng)方式完成的，但是通過(guò)傳統(tǒng)的光纖傳輸。把這些通信說(shuō)成量子通信名不符也許，是混肴概念。
4.根據(jù)正常的理解，假如監(jiān)聽(tīng)者對(duì)密鑰的傳送進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)，將監(jiān)聽(tīng)到的信息進(jìn)行復(fù)制并按原線路送回，就有可能不會(huì)被發(fā)覺(jué)。量子通信理論覺(jué)得，因?yàn)榇嬖谒^的“量子態(tài)不可克隆定律”，量子信息不可復(fù)制，監(jiān)聽(tīng)者就難以將監(jiān)聽(tīng)到的信息進(jìn)行復(fù)制并送回。監(jiān)聽(tīng)者就一定會(huì)被發(fā)覺(jué)，密鑰傳輸方可以立刻中斷傳輸以防進(jìn)一步的泄露。
因而所謂的量子通信絕對(duì)保密只能理解為“秘鑰的監(jiān)聽(tīng)者一定會(huì)被發(fā)覺(jué)”，而不是量子通信可以絕對(duì)保密。這與通常人想像的，量子通信不可破譯根本就不是一回事。事實(shí)上，通信的連續(xù)性是極其重要的，假如由于監(jiān)聽(tīng)而未能連續(xù)，雖然用價(jià)值就打了個(gè)大折扣。
5.因?yàn)榱孔用荑€采用單光子或弱脈沖訊號(hào)編碼，在光纖中傳送很容易衰減。因而就不得不在沿線每隔一百多公里就構(gòu)建一個(gè)中繼站，將量子密鑰解譯下來(lái)（將光訊號(hào)轉(zhuǎn)化成聯(lián)通號(hào)），放大后再轉(zhuǎn)化成光訊號(hào)，重新輸入線路。在此轉(zhuǎn)化過(guò)程中假如有人泄露密鑰，則是難以發(fā)覺(jué)的。
因而每位中繼站都得派人謹(jǐn)守，或安裝監(jiān)控設(shè)備。假如看守人被拉攏，或監(jiān)控設(shè)備失靈，量子密鑰完全可以被泄漏而不為傳送者所知。因?yàn)樵谶@個(gè)環(huán)節(jié)上沒(méi)有絕對(duì)的保密性，通過(guò)地面光纖傳輸?shù)牧孔油ㄐ欧绞降慕^對(duì)保密性實(shí)際上不存在。
6.通過(guò)衛(wèi)星來(lái)傳輸量子密鑰，就是為了解決這個(gè)問(wèn)題。但因?yàn)槭褂玫氖菃喂庾踊蛉豕庠矗l(wèi)星傳輸方式遭到極大的限制。晚上太陽(yáng)當(dāng)空，密鑰編碼光源比背景光弱得多，實(shí)際上無(wú)法觀察，只能在夜間通信。而大氣環(huán)流的擾動(dòng)，云彩遮蓋，空氣中塵埃、水汽、微粒分子的散射等等，就會(huì)對(duì)密鑰光子的傳輸導(dǎo)致嚴(yán)重的影響。因?yàn)榈蛙壍佬l(wèi)星在月球表面是一掠而過(guò)的，才能進(jìn)行通信的時(shí)間只有幾分鐘，就須要發(fā)射大量衛(wèi)星能夠產(chǎn)生網(wǎng)路。
7.雖然這么，從各個(gè)衛(wèi)星通訊站到各個(gè)用戶之間依然須要光纖來(lái)移動(dòng)，一直不能保證密鑰不被盜取。加上同樣存在化學(xué)學(xué)基本原理方面的問(wèn)題，量子衛(wèi)星通信也沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。
假如量子通信的絕對(duì)保密性的數(shù)學(xué)學(xué)基礎(chǔ)不存在，BB84合同只是一種用單光子來(lái)編制的新方式的密鑰，與其他傳統(tǒng)的密鑰相比，是不是有優(yōu)越性呢？
關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，密碼專(zhuān)家曹正軍強(qiáng)調(diào)，提出量子通信BB84合同的和三人都不是從事密碼技術(shù)研究的專(zhuān)業(yè)人士，對(duì)通信的基本要求似懂非懂。她們沒(méi)有認(rèn)識(shí)到訊號(hào)安全與信息安全的差別，逆技術(shù)時(shí)尚而動(dòng)，提出了基于化學(xué)技術(shù)手段，而不是智力手段的所謂的量子密碼學(xué)。雖然她們的后繼者發(fā)表了許多文章和實(shí)驗(yàn)，成功地吸引了公眾的關(guān)注，并且無(wú)法改變這個(gè)事實(shí)——大規(guī)模的量子通信網(wǎng)路是不可行的。
我們須要的是真正的科學(xué)創(chuàng)新
密碼專(zhuān)家楊義先、信息通信專(zhuān)家李紅雨在她們的文章中給出更詳盡的證明，否定量子秘鑰比傳統(tǒng)密鑰更安全，具有更大優(yōu)越性。對(duì)這個(gè)問(wèn)題，可見(jiàn)附表文章，本文以下再簡(jiǎn)單談幾點(diǎn)。
根據(jù)BB84量子通信方式，生成的所謂密鑰是一串二進(jìn)位制的隨機(jī)碼。它實(shí)際上就是一種簡(jiǎn)化到極至的，稱(chēng)為模2加的精典序列密碼。而按密碼專(zhuān)家的說(shuō)法，這類(lèi)用電噪聲等手段來(lái)形成的“隨機(jī)的秘鑰流序列”，在現(xiàn)今的每臺(tái)密碼機(jī)上都早已是成熟的標(biāo)配設(shè)備。
事實(shí)上，現(xiàn)有密碼學(xué)研究早已發(fā)展出特別復(fù)雜的體系，已有的序列秘鑰比這些模2加的方法要復(fù)雜的多，保密程度好得多。因而量子BB84合同根本沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樯珊蛡鬏斆荑€的過(guò)程過(guò)分復(fù)雜，所涉及的化學(xué)過(guò)程遭到很大的限制，就不可能比其它序列密碼具有更好的保密性，更不用說(shuō)有足夠?qū)挾鹊腞SA密鑰和AES體系了。
量子計(jì)算機(jī)的估算能力嚴(yán)重依賴(lài)于量子算法，只能用于個(gè)別特殊的問(wèn)題。對(duì)于許多平時(shí)的問(wèn)題，因?yàn)檎也坏胶线m的算法，量子計(jì)算機(jī)實(shí)際上是無(wú)能為力的。雖然量子計(jì)算機(jī)真的才能如愿而生，也只能拿來(lái)對(duì)付RSA這類(lèi)不對(duì)稱(chēng)秘鑰。就如徐令予強(qiáng)調(diào)，對(duì)于基于復(fù)雜邏輯運(yùn)算的對(duì)稱(chēng)秘鑰體制，量子計(jì)算機(jī)根本就沒(méi)有恐嚇。現(xiàn)今所有金融行業(yè)（包括工行）采用的都是對(duì)稱(chēng)秘鑰體制，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在由中國(guó)人民建行施行的PBOC里有詳盡的描述。對(duì)于這類(lèi)對(duì)稱(chēng)性密鑰，量子計(jì)算機(jī)只能望洋卻步。
但是，在量子通信項(xiàng)目的論證上，傳統(tǒng)的信息安全專(zhuān)家基本被排除在外。正如李紅雨的評(píng)論所言:“量子通信只是量子實(shí)驗(yàn)專(zhuān)家在唱獨(dú)角戲，信息領(lǐng)域安全專(zhuān)家和通信領(lǐng)域?qū)＜胰珶o(wú)參與，絕對(duì)是KTV模式。用實(shí)驗(yàn)室的模式直接鋪開(kāi)做大工程項(xiàng)目，只能說(shuō)國(guó)家錢(qián)多得沒(méi)地方花了”。
潘建偉則等從來(lái)不對(duì)新聞界和科學(xué)大眾說(shuō)明這種問(wèn)題，她們甚至可能并不曉得其中的一些問(wèn)題。她們所做的，就是不斷地重復(fù)量子計(jì)算機(jī)面前無(wú)秘密的謊言，不斷地用這些杞人憂天東西來(lái)恫嚇媒體，剌激老百姓的神經(jīng)，誤導(dǎo)國(guó)家科學(xué)管理機(jī)構(gòu)，撈取大筆的科研經(jīng)費(fèi)，達(dá)到名利雙收。
去年3月人大政協(xié)人代會(huì)期間，中央電視臺(tái)面對(duì)面欄目記者董倩訪談潘建偉時(shí)，潘建偉脫口說(shuō)：“量子熱學(xué)我們自己也搞不清楚，這是一個(gè)十分大的問(wèn)題。”這句話把董倩徹底搞懵了，就問(wèn)：“我不明白您這話哪些意思？…您得了這么多獎(jiǎng)了，國(guó)家最高獎(jiǎng)都得了。…已經(jīng)研究一輩子了，明天坐在這兒還說(shuō)我沒(méi)有弄明白呢？”潘建偉回答說(shuō)：“量子熱學(xué)是在一個(gè)面紗里，我這兒只是聽(tīng)到面紗的一部份，哪里聽(tīng)到一部份。整個(gè)面紗還沒(méi)有掀掉，上面究竟是哪些如今還不清楚。….明天有人讓我弄明白了，我馬上掛掉都可以。”
世界上的事情就是這樣滑稽，量子通信的現(xiàn)況尤其滑稽，潘建偉更是不可理喻的滑稽。一個(gè)自詡自己沒(méi)有看懂量子熱學(xué)的人，竟然成了量子技術(shù)的首席科學(xué)家，還把量子通信衛(wèi)星送上天！
科學(xué)和技術(shù)是兩個(gè)不同的概念，科學(xué)探求未知，主要在原理方面。技術(shù)借助已知的科學(xué)原理，指出實(shí)用性。要想成為實(shí)用技術(shù)，首先得厘清楚科學(xué)原理。假如原理都沒(méi)有厘清楚，從事技術(shù)開(kāi)發(fā)就無(wú)異于賭場(chǎng)，一敗涂地是必然的。
量子信息理論涉及量子熱學(xué)中一些最基本、但也最模糊的概念。例如波函數(shù)的數(shù)學(xué)意義，檢測(cè)是否真能引起波函數(shù)坍塌，疊加態(tài)與糾纏態(tài)的本質(zhì)是哪些等等，至今都沒(méi)有厘清楚。自量子熱學(xué)誕生以來(lái)，對(duì)它的解釋有十幾種，至今沒(méi)有定論。
量子通信理論實(shí)際上構(gòu)建在量子熱學(xué)的赫爾辛基解釋基礎(chǔ)上，而阿姆斯特丹解釋恰恰是最具爭(zhēng)議的。自從量子熱學(xué)誕生以來(lái)，就仍然遭到嚴(yán)厲的批評(píng)。潘建偉等藥量子力學(xué)的阿姆斯特丹解釋來(lái)搞量子技術(shù)開(kāi)發(fā)，不出問(wèn)題才怪呢！
中國(guó)須要科學(xué)創(chuàng)新，我們須要的是真正的科學(xué)創(chuàng)新，而不是以科學(xué)創(chuàng)新的名義兜售的贗品。量子通信這件事，使人想起多年前風(fēng)靡一時(shí)的，重慶交通學(xué)院院長(zhǎng)陳進(jìn)的漢芯作假風(fēng)波。陳進(jìn)曾經(jīng)被稱(chēng)為“漢芯之父”，潘建偉則被稱(chēng)為中國(guó)的“量子之父”，這些相像性莫非不會(huì)使人形成某種聯(lián)想嗎？
關(guān)于量子通信的更多真相，請(qǐng)看以下文章：
1.梅曉春，李小堅(jiān)，量子態(tài)不可克隆定律不創(chuàng)立——量子通訊的數(shù)學(xué)學(xué)基礎(chǔ)不存在，中國(guó)科技新聞網(wǎng)，2018年3月20日，
2.梅曉春，李小堅(jiān)，俞平，量子通信的無(wú)條件保密性不存在——量子通信可以用精典光學(xué)理論描述與量子熱學(xué)無(wú)關(guān)，中國(guó)科技新聞網(wǎng)，2018年3月20日，
3.梅曉春新浪博客，
4.王國(guó)文，科學(xué)網(wǎng)，
5.楊義先，量子的安全笑話，科學(xué)網(wǎng)，-.html
6.李紅雨，量子通訊是安全的嗎？科學(xué)網(wǎng)，46717-.html
7.李紅雨，再談量子通信的破解之道，科學(xué)網(wǎng)，
8.曹正軍，通信的基本任務(wù)是哪些？量子通信真的很神奇嗎？財(cái)新網(wǎng)，
9.徐令予，需求和成本是工程立項(xiàng)的基礎(chǔ)，一評(píng)滬寧量子通訊干線工程，科學(xué)網(wǎng)，
10.王令雋：關(guān)于中國(guó)量子通訊衛(wèi)星的討論，新浪博客，
11.李維綱，論BB84合同的一種破解方式，科學(xué)網(wǎng)，
12.李維綱，以子之矛，攻子之盾——詳解BB84合同的一種破解方式，科學(xué)網(wǎng)，
文章作者梅曉春簡(jiǎn)介：男，重慶學(xué)院結(jié)業(yè)后在院校任數(shù)學(xué)班主任多年，在四川師范學(xué)院數(shù)學(xué)系和上海學(xué)院數(shù)學(xué)系等院校游學(xué)多年，在中國(guó)科大學(xué)高能化學(xué)研究所做過(guò)訪問(wèn)學(xué)者。常年從事化學(xué)學(xué)基礎(chǔ)問(wèn)題研究，范圍涉及量子熱學(xué)，量子場(chǎng)論，粒子化學(xué)學(xué)，非線性數(shù)學(xué)學(xué)，熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)學(xué)，時(shí)空、引力理論與宇宙論等，在國(guó)外外雜志上發(fā)表過(guò)多篇基礎(chǔ)數(shù)學(xué)學(xué)的重要論文，目前是南京原創(chuàng)數(shù)學(xué)研究所主任。