兩千多年來，密碼成為人們保護信息的主要手段。然而，既然有人創造出密碼，就有人挖空心思地想要破解密碼。當各種信息安全事件接連上演時，人們不禁在問：有沒有一種絕對不被破譯、信息絕對安全的通信方式？

答案就是量子通信，這是迄今為止唯一被嚴格證明是無條件安全的通信方式。

量子，是微觀物理世界中的最小單位。聽起來很神秘，它卻無時無刻不在我們身邊。比如常見的光，就是由大量的光量子組成。在物理學中常用到量子的概念，指一個不可分割的基本個體，例如“光的量子”（光子）是光的單位。在現代科學認知中，幾乎任何已知事物都是可測的，即物質的狀態是確定的；而在量子的世界里，某些物質則可以同時處于多個可能的狀態。

我們來想象一下，在微觀領域里，量子像一粒骰子，處在不停的旋轉中，各個面都可能朝上。只有在被觀測或者測量時，它才會停下來，隨機呈現出一個朝上的面。但是，這種測量本身意味著干涉，意味著原先的狀態遭到破壞而發生改變。換個角度說，量子一旦被測量過，就不再是原來的那個量子了。

就是基于這一原理，不同于現有電子通信普遍采用的數學計算產生密鑰，科學家運用具有量子態的物質作為量子通信的密碼。這一看似微小的變化，卻使密鑰的安全性發生了徹底變化。量子密鑰是將數字密鑰儲存在特殊的量子信息中，并在量子通信線路中傳輸。當量子信息被竊聽后，就會產生無法還原的痕跡，科學家正是利用量子的不可復制性達到保密通信的目的。

我們可以這樣設想一下，如果一個偷聽者想在某一個地方偷聽信息，或者將該信息內容復制下來，這就是一種測量行為，這種測量對量子體系來說意味著對整個體系的破壞，其結果是被測量的信息將全部消失。例如，一旦有人試圖打開信件，量子密鑰就會讓信件自毀，并讓使用者知曉。

而要將這種密鑰傳遞出去，科學家還用到了量子理論的另一特性一量子糾纏效應。糾纏，是一種被愛因斯坦稱為“幽靈般的超距離作用”的量子相互關聯現象：有共同來源的兩個微觀量子，即便它們隔著一個太陽系，只要一個量子發生變化，另一個量子就會立刻發生相應變化，就像一對彼此存在“心靈感應”的攣生兒一樣。兩個量子間的傳遞速度至少是光速的1萬倍，時延幾乎為零，從而實現了最快通信。

量子通信更安全

量子通信示意圖

與現代通信手段不同，只要制造并操控好這對相互糾纏的量子，這種絕對安全、超光速且不存在任何電磁輻射污染的量子通信就能夠實現。而且，量子通信還能實現遠距離通信，有科學實驗證實，甚至可以用來進行星際聯絡。

從1993年美國科學家提出量子通信的概念至今，各國投入了大量人力、物力進行量子通信的理論和實驗研究。在這場國際化競爭中，我國盡管屬于后來者，但起點高、進展快，在應用研究的多個方面已經領跑世界。

在量子通信領域，我國已處于國際領先地位。2016年，我國成功發射了世界上首顆量子科學實驗衛星“墨子號”。我國之所以要發射量子衛星，是因為如今人們已開發成功的量子通信技術，其極限距離僅300千米，需要借助數量龐大的中繼站才能構建一個長距離的量子通信網絡，而通過天上的量子衛星，能輕而易舉地實現遠距離乃至全球范圍的量子通信網絡。

2017年，我國建成全球首條商用量子保密通信線路一“京滬干線”，它長達2000多千米。從最早的安徽蕪湖及合肥城域網到世界首條商用量子保密通信干線“京滬干線”，若以鐵路、公路等交通基礎設施類比，國內量子保密通信網絡已經歷了從“地鐵網絡”到“高鐵網絡”的發展。

可以預期的是，也許在不久的將來，人們就能徹底告別信息泄露的威脅了。

世界上最早的密碼情報

公元前405年，雅典和斯巴達之間的伯羅奔尼撒戰爭末期，斯巴達軍隊抓住了一名雅典信使，他身上有一條寫滿雜亂無章的希臘字母的腰帶。當這條腰帶呈螺旋形纏繞在一根特定直徑的木棍上時，這些字母竟然神奇地組成了一段可讀的文字。這便是世界上最早的密碼情報。

來源: 江蘇領導干部和公務員科學素質手冊

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