“墨子號”發(fā)射成功的消息讓量子通信技術(shù)瞬間變“網(wǎng)紅”，人們在追捧“高精尖”的同時(shí)，也在尋找該技術(shù)與日常生活千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。8月18日，科技日報記者采訪(fǎng)了“墨子號”研發(fā)參與者之一、濟南量子技術(shù)研究院院長(cháng)助理周飛博士，他列舉了量子通信技術(shù)在現實(shí)中的種種應用案例，并表示“在量子通信產(chǎn)業(yè)化及相關(guān)應用技術(shù)方面，我國已經(jīng)走在了美國的前面”。

早在3年前，山東省依托周飛所在的濟南量子技術(shù)研究院，在國內最早“嘗鮮”量子技術(shù)成果，投資1.2億元建成了世界規模最大、功能最全的量子通信試驗網(wǎng)——濟南量子通信試驗網(wǎng)（下稱(chēng)“濟南網(wǎng)”），運用一系列核心技術(shù)為山東政務(wù)、金融、政法、科研、教育五大領(lǐng)域28家單位的100多個(gè)用戶(hù)提供保密通信服務(wù)。

“史上最難破譯”加密技術(shù)有何神秘之處？

一部其貌不揚的黑色電話(huà)，出現在濟南市多個(gè)單位的核心業(yè)務(wù)部門(mén)。在檢察院系統，對一些貪腐案件調查進(jìn)行信息溝通時(shí)，通過(guò)它可以保證信息安全性，不存在泄露或竊聽(tīng)；一些政府部門(mén)在政務(wù)信息的溝通中，通過(guò)它可以做好機要信息安全保護。

“這就是‘量子保密電話(huà)’?！敝茱w表示，“使用人在撥打或接聽(tīng)電話(huà)時(shí)，通話(huà)記錄可以實(shí)現絕對保密?！?/p>

“現代密碼學(xué)所采用的加密通常是利用數學(xué)算法的復雜度來(lái)增加破譯的困難程度。如果破譯者希望得到信息的內容，就需要先破譯得到‘鑰匙’。而超級計算機的出現，再復雜的‘鑰匙’都有可能最終被破譯?！敝茱w舉例說(shuō)，“比如我們平時(shí)打電話(huà)時(shí)，信號經(jīng)過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)、基站等若干個(gè)節點(diǎn)，任何一點(diǎn)都可能被竊聽(tīng)。盡管信息也是加密的，但是這些傳統加密辦法較易破解。而如果用量子技術(shù)加密，理論上不可破解?！?/p>

處于量子態(tài)的粒子具有“自我毀滅”的特性，這讓它適合做“保密工具”。周飛打比方：“古人在信封上用火漆封口，一旦信件被中途拆開(kāi)，就會(huì )留下泄密的痕跡，而量子密鑰會(huì )讓‘信件’自毀，并讓使用者知曉?！庇浾吡私獾?，在濟南研發(fā)試驗的這項保密通信技術(shù)，已經(jīng)在黨的十八大會(huì )議上成功應用，用于會(huì )場(chǎng)內及周邊的信息保密傳輸，防止會(huì )議內容遭竊聽(tīng)。

周飛說(shuō)，類(lèi)似量子通訊核心技術(shù)的研發(fā)支撐起“濟南網(wǎng)”的正常運行。

為什么要布局量子通信“高速公路”？

最近，一則消息讓周飛興奮：今年年底，量子保密通信線(xiàn)路“京滬干線(xiàn)”即將建成。據了解，這條干線(xiàn)總長(cháng)2000多公里，從北京出發(fā)連接濟南、合肥，最終到達上海，建成后將廣泛用于金融、政務(wù)等領(lǐng)域信息的安全傳輸。

“量子保密通信技術(shù)的實(shí)際應用分三步走：一是通過(guò)光纖實(shí)現城域量子通信網(wǎng)絡(luò )；二是通過(guò)量子中繼器實(shí)現城際量子通信網(wǎng)絡(luò )；三是通過(guò)衛星中轉實(shí)現可覆蓋全球的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò )?！敝茱w表示，“墨子號”的成功發(fā)射加快了“京滬干線(xiàn)”的建設進(jìn)度。

在他眼中，作為全球首個(gè)也是距離最遠的廣域光纖量子保密通信骨干線(xiàn)路，“‘京滬干線(xiàn)’像量子通信的‘高速公路’，客戶(hù)業(yè)務(wù)則像汽車(chē)，可以在這條高速公路上運行，整個(gè)運行保證傳輸安全性?！?/p>

這條干線(xiàn)的重要性何在？周飛以“濟南網(wǎng)”為例：“比如，‘濟南網(wǎng)’是這條干線(xiàn)的重要節點(diǎn)，不僅僅可以服務(wù)本地域內的軍事、國防等領(lǐng)域的國家級保密通信，還可以用于涉及秘密數據、票據等政府財政等部門(mén)，還有望進(jìn)入手機、網(wǎng)絡(luò )等民用通信領(lǐng)域?！敝茱w說(shuō)，“京滬干線(xiàn)”的終極目的是利用量子技術(shù)幫助國家實(shí)現通信安全可靠，也使中國在量子通信產(chǎn)業(yè)化方面在國際上充當起“領(lǐng)跑者”角色。

世界上規模最大的量子通信網(wǎng)為何落子濟南？

只有圓珠筆截面大小，外表形似玻璃的“鈮酸鋰波導芯片”是濟南量子技術(shù)研究院的最新成果，這種芯片可以用于民用衛星、環(huán)境監測、大氣污染監測等民用領(lǐng)域。周飛說(shuō)：“別看它很小，價(jià)格卻很貴，現在賣(mài)到10萬(wàn)塊錢(qián)一片，未來(lái)隨著(zhù)產(chǎn)量增加，會(huì )有很好的市場(chǎng)前景?！?/p>

該重量級成果的誕生得益于山東量子關(guān)鍵器件研發(fā)平臺。在這一平臺之下，周期極化鈮酸鋰波導被研制成功，標志著(zhù)我國成為世界第三家完全掌握“基于逆向質(zhì)子交換波導研制技術(shù)”的國家；同時(shí)，基于此波導，該院又成功研發(fā)了世界室溫下性能最優(yōu)的通信波段單光子探測器，也是世界上第一臺封裝成型的商業(yè)產(chǎn)品樣機。

研發(fā)能力和產(chǎn)業(yè)化基礎，成為量子技術(shù)研究在濟南布局的重要考慮。

周飛表示，濟南作為具有工程轉化和產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢基礎的城市，在規劃的量子信息國家級研究平臺上，將發(fā)揮至關(guān)重要的作用，在關(guān)鍵器件研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化、國防技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化、量子技術(shù)測評和安全標準，以及量子通信網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)等方面可形成具有濟南特色的量子技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈條。

記者了解到，自2010年以來(lái)，濟南在量子技術(shù)應用上已投入3億多元，也推動(dòng)了技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。

摘自 中國科技網(wǎng)