法國科學家在量子通訊研究中創下了通訊距離達144公里的最新紀錄
人類雖然始終都沒有停止過對保密的努力。古埃及人曾把羊皮帶呈螺旋狀繞在棍子上，書寫密碼，收到羊皮帶的人，再把它纏繞到同樣粗細的竹簽上，破譯信息。現今《達芬奇密碼》在全球的暢銷，更是將現代人對密碼的好奇表現得淋漓盡致。
現今，應用廣泛的密碼基本都是借助物理估算方式來實現的——用復雜的數字串對信息進行加密。但是，再復雜的物理秘鑰也可以找到規律，破解復雜的物理密碼成為估算技術的重要應用。隨著計算機的急速發展，破譯物理密碼的難度也日漸增加。量子密碼的研究，無疑為人類追求信息的絕對安全打開了一扇窗。
據6月3日出版的《自然化學學》()季刊報導，法國科學家近來在量子通訊研究中創下了通訊距離達144公里的最新紀錄，但是她們覺得:“此次實驗朝未來的衛星量子通訊和量子化學的太空實驗邁出了重要的一步，借助這些技巧有望在未來通過衛星網路實現信息的太空機密傳輸。”
在實驗中，研究小組首先在法國加那利群島的拉帕爾中途島上制造出偏振光糾纏光子對，之后將光子對中的一個光子留在拉帕爾中途島，另一個光子則通過光學線路傳送到144公里外的特內里費島上。與原本類似實驗達到的距離相比，這次實驗有了巨大進展。
該研究小組首席研究員、來自法國維也納學院實驗化學商會的Anton院長表示：“我們進行此次實驗的目的，是想曉得是否可以在世界范圍內構建量子通訊和量子密碼系統。”
這么到底哪些是量子密碼呢？它與傳統的數字密碼有何不同？該實驗的成功才能怎樣改變人們的生活呢？
絕對安全的量子密碼
量子信息學是數學學的重要分支，它告訴人們，在微觀世界里，不論兩個粒子寬度離多遠，一個粒子的變化就會影響另一個粒子，該現象被叫做量子糾纏，愛因斯坦稱其為“詭異的互動”。按照這一特點，科學家們覺得它是不會被黑客功擊的絕對安全的密碼，日本《商業周刊》把它列在了“改變人們未來生活的十大發明”的第三位。上個世紀90年代以來，越來越多的科學家癡迷于量子密碼的研究，她們力圖用量子密碼作為量子計算機和量子保密系統的基礎。
量子密碼就是用量子狀態作為信息加密和揭秘技術的秘鑰。與當前普遍使用的以物理為基礎的密碼體系相比，量子密碼通過量子訊號來實現，由自然規律來保證其安全性。依照量子糾纏原理，光子被分離以后，雖然相距非常遙遠，也是相互聯結的。只要檢測出一個被糾纏光子的屬性，就很容易推論出其他光子的屬性。而這種互相糾纏的光子形成的密碼，只有通過特定的發送器和接收器能夠閱讀。
更重要的是，這種光子之間的奇特的互動是獨一無二的，只要有人非法破譯這種密碼，就不可防止地要攪亂光子的性質，并且，異動的光子會像警笛一樣顯示出入侵者的蹤跡。量子密碼術打破了傳統加密方式的禁錮，量子狀態的秘鑰具有不可復制性，可以說是絕對安全的。任何查獲或測試量子秘鑰的操作，就會改變量子狀態。因而當一個無權曉得某種信息的人想要盜取信息時，就很容易被發覺。這樣查獲者得到的只是無意義的信息，而信息的合法接收者也可以從量子態的改變，曉得秘鑰曾被截取過。
量子密碼有兩種發展趨勢：一種是使用口令，另一種是使用糾纏態。即使使用糾纏態的量子密碼是未來發展的方向，不過要實現充分發展還須要較長的時間。
量子通訊究竟有多遠
量子通訊是用量子態作為信息載體，通過量子態的傳送完成大容量信息的傳輸，實現不可破譯的量子保密通訊。因為存在各類不可防止的環境噪音，量子糾纏態的品質會隨著傳送距離的降低而顯得越來越差。為此量子傳輸距離，怎么提純高品質的量子糾纏態是目前量子通訊研究中的重要困局。
為此，在量子密碼應用中最關鍵的問題便是距離。在量子密碼的研究中，科學家們總是企圖達到傳輸的最遠距離，以實現在世界范圍內構建起絕對安全的量子通訊系統的夢想。
假如要解決在地面上的兩地傳輸問題，就要向太空發射衛星，并在地面上的某處和太空中的某處之間構建量子聯系。由于傳輸碰到的問題只是大氣，而大氣層大概只有十公里的長度，假如把大氣層壓縮到人們所處的這些密度，那這個地面站和衛星之間構建量子聯系就很容易。同樣在這個地面站和這兒的衛星之間可以構建量子聯系。
量子訊號從地面上發射并穿透大氣層→衛星接收到量子訊號并按須要將其轉發到另一特定衛星→量子訊號從該特定衛星上再度穿透大氣層抵達月球某個角落的指定接收地點。因為量子訊號的攜帶者光子在內層空間傳播時幾乎沒有耗損，假如才能在技術上實現糾纏光子在穿透整個大氣層后仍然存活并保持其糾纏特點，人們就可以在衛星的幫助下實現全球化的量子通訊。
量子密碼的應用
天生注定追求絕對安全的國家自然是這些絕對安全的量子密碼的青睞者，當前各國紛紛在軍事、國家安全等領域研究和應用量子密碼，力求為國家的絕對安全找到科技上的解決之道。
2002年10月，美國蘇黎世學院和美國美軍的研究機構合作，在美國、奧地利邊境的楚格峰和卡爾文的峰之間用激光成功傳輸了量子密碼。這項研究的負責人蘇黎世學院院長哈拉爾德·魏因富爾特在報告中表示，此次試驗傳輸的距離達到了23.4公里。
去年5月，美國的科學家稱她們開發出傳輸速率最快的量子密碼，研究小組在實驗中借助10.5公里長的光纖進行訊號傳遞，接收一方用光子偵測器減少干擾量子傳輸距離，急劇減短了傳送時間，致使通訊時間減短到原先的1/100。
由復旦學院、中國科技學院等單位組成的聯合研究團隊近來在遠距離量子通訊研究上取得重大突破，在國際上率先實現絕對安全距離小于100公里的量子保密通訊。
除軍事領域外，商業領域在量子密碼的應用上也不甘示弱。從2003年開始，日內瓦一家公司和倫敦的MagiQ技術公司，合作推出了傳送量子秘鑰的距離為30分米的商業產品，該產品售價在7萬港元到10萬歐元之間。據MagiQ公司介紹，其產品的主要應用領域為:
●需要重點保護財務信息的公司；
●極其重視公司貿易安全、知識產權、專利、商業計劃等的公司；
●財務信息須要嚴格保密的金融機構；
●需向驚悚分子嚴格保密的國家電力、安全系統等；
●需要安全防護的政府機構等。
據MagiQ公司人員介紹，目前有少量的客人正在使用和測試這套系統，還沒有在任何網路上廣泛使用，這項新的加密手段標志著量子信息科學的首次商業化應用。臺灣NEC公司在進行了量子通訊的演示后表示，最早將在今年推出新產品。據悉，IBM、富士通和富士通等企業也在積極進行研制。目前，市面上的產品才能將秘鑰通過光纖傳送幾十公里。
我們有理由相信，總有三天，人類會實現全球范圍的絕對安全，正如互聯網將整個世界聯系在一起一樣。并且，人類從來都是在不懈努力擊敗自己的。當量子計算機出現以后，其實所有絕對安全的量子密碼就又會被破解了。而人類，偏偏就是在這樣的自我趕超中，不斷發展不斷進步。