量子通信走进公网尚需时日

　　“绝对”安全的通信手段“升空”

　　8月16日凌晨，我国第一颗量子通信卫星“墨子号”在甘肃酒泉卫星中心发射成功，它由中国科学技术大学和中科院上海技术物理研究所共同研制，这是世界上首颗能够实现卫星和地面之间量子通信的卫星。

　　量子通信优势无法抗拒

　　在科技信息化高速发展的今天，出门可以不用带钱，不用带卡，不用带相机，带上手机就能直接微信支付宝支付，就能拍照留念。但承载你几乎全部信息的手机一旦将你的秘密暴露出去，后果不堪设想。如此一来，越来越多的人意识到信息安全的重要性。

　　但传统通信受传播网的限制，不仅传输用时长，而且容易被截获。即使想要继续往后发展，速度可能会变快，但还是要通过电话线、无线电、光纤等通信设备，这样信息被截获、窃听的风险依旧很高。

　　量子通信的安全主要由于量子具有量子纠缠和量子密钥两个特性。同时量子又是光的最小粒子，单个光量子在传输信息的时候能够做到不可分割和不可被精确复制，从而能保证信息的不可窃听和破解，所以哪怕黑客手段再强，也束手无策。

　　传统通信在强大的量子通信面前，就像是“裸奔”。中国科学技术大学教授潘建伟此前在接受某媒体采访时表示，同时该量子科学实验卫星将配合多个地面站实施，星-地量子纠缠分发、地-星量子隐形传态、同时也要进行星-地量子密钥分发等实验。在实现一系列量子通信科学实验目标的同时，尝试与地面光纤量子通信网络连接，为未来覆盖全球的天地一体化量子通信网络建立技术基础。

　　此次我国开世界之先河发射量子通信卫星，而不是采用传统的光纤网络，主要因为基于卫星等航天器的空间量子通信，有无法抗拒的优势。

　　首先是在同样距离下，光子在光纤中损耗很大。而光子在自由空间的损耗主要来自光斑的发散，大气对光子的吸收和散射比光纤小的多。其次受到地面条件的限制，很多地方无法铺设量子通信的专用光纤。因此想建设覆盖全球的量子通信网络，必须要有多颗量子通信卫星。最后这种全新的通信方式可以携带海量信息，这是普通卫星传输和光纤传输无法做到的，甚至在未来时空的5G也望尘莫及。

　　短期应用在特殊通信领域 走近大众尚需时日

　　量子通信时延低、安全性强、高保密，还可以携带海量信息，具有不可抗拒的优势。当量子通信网络大范围的建设成功，每个人的家里、手机上都会有一个量子加密芯片，当我们进行银行转账、使用电子账户等的涉密操作时，完全不用担心被盗的风险。

　　说到这，每个人都心潮澎湃想要尝尝量子通信的美味，但量子通信什么时候能用到公共通信网?

　　“量子通信的量子密钥特性具有高度的保密性，主要会应用在政府、军事等特殊通信领域。”中国联通研究院首席专家唐雄燕在接受《通信产业报》(网)记者采访时表示，量子通信与传统的光纤通信在传输技术方面存在很大差异，而且引入量子通信需要多少经费来支持也并不明确。目前量子通信主要应用于保密通信领域。对保密性要求较高的特殊行业比较适用，暂时不会被广泛应用在传统通信领域。

　　此前接受《通信产业报》(网)记者采访的几位北京邮电大学教授也表示，目前对量子通信技术并未做太多研究，预计对传统通信业暂时不会有大的影响，真正走进公网可能还尚需时日。

　　正如潘建伟院士此前在接受媒体采访时表示，量子通信一开始可能会应用于国防、金融、政务、科学研究等，之后随着量子通信网络大规模铺建，成本会降低，届时会在大众中广泛应用。他还给出了一个量子通信技术普及的“时间表”：5年左右很多机要部门开始使用，10年左右金融业、银行等大机构开始使用，15年的时间或许将走进千家万户。

　　根据潘建伟院士的时间表，“墨子号”成功发射后，我国还将继续发射“墨子二号”、“墨子三号”，形成量子星群。力争在2030年前后率先建成全球化的广域量子保密通信网络。

　　此次国际竞跑 中国领头

　　正由于量子通信不可抗拒的魅力，不仅中国加快研发的脚步，国外许多发达国家也摩拳擦掌，准备在“量子革命”中抢占一席之地。

　　今年，欧美纷纷提出“第二次量子革命”计划，加大基础研究和产业发展方面的投入。

　　今年3月，欧盟委员会发布《量子宣言(草案)》，计划在2年投资10亿欧元进行量子技术研发。规划5年内突破量子中继器核心技术，实现点对点安全量子通信;10年内融合量子通信与传统通信，实现远距离量子网络、量子信用卡等应用，实现欧洲互联网安全。

　　美国国家科学技术委员会(NSTC)在7月份，发布了《推进量子信息科学：国家的挑战与机遇》的报告。报告中，美国国家科学技术委员会表示特别重视量子通信技术的研发，并且对量子通信的未来非常看好。

　　加拿大在量子通信领域投入很大心力。据《Nature》新闻杂志报道，加拿大的科研团队正提出在地面生成纠缠光子对，然后将其中部分发射至重量不到30公斤的微型卫星上。

　　此次世界上首颗量子卫星“墨子号”成功在中国发射，毫无疑问确立了我国量子通信研究的“领头军”地位。但距量子通信彻底走进生活中，至少还有10-20年的时间。

　　业内人士认为，要想发展量子通信，国家应设立国家量子科研重大专项、组建量子信息国家实验室，以保持我国的量子科研优势地位。同时量子通信的研发也要和运营商、广电系统等形成联盟，合作伙伴中也要有用户、网络运维方、云服务器提供商、设备供应商等。只有这样，才能推动量子通信加速形成产业化，在国际竞跑中保持常胜地位。

　　作者：王欣 来源：通信产业报 2016年31期