從現階段看,中國在量子保密通信網的建設上走在世界前列。
潘建偉認為,量子互聯網首要的實際任務是以一種無條件安全的方式進行全球性的密鑰共享,也就是說,量子信息是完全防篡改的。
如果將隨機產生的密碼編碼在光子的量子態上,依據量子不可克隆定理,一個未知的量子態不能夠被精確地復制,一旦被測量就會被破壞。因此,一旦有人竊取并試圖自行讀取量子密鑰,一定會被發現。只有使用雙方約定的“打開方式”,才能得到正確的密碼信息。
量子不可克隆定理雖然保證了這種量子密鑰分發(QKD)技術被竊聽必留痕跡,但也在工程上帶來了無法像電信號一樣被增強的難題。光子通過長距離光纖傳輸,必然會產生損耗。
2017年,全長2000余公里的世界首條量子保密通信骨干線路“京滬干線”開通,設置32個站點,采用“可信中繼”方案,通過人工值守、網絡隔離等手段保障中繼站點內的信息安全。
雖然“可信中繼”用經典技術手段防止了鏈路節點入侵,但相對于量子通信可理論證明的安全性,中繼站還是“量子魔法”的斷點,目前的“量子密碼”需要時間來實現“純量子鏈路”。
另一方面,量子保密通信傳輸的是隨機生成的量子密鑰,而非內容信息。
對照此前所說的量子互聯網定義,它尚不能連接量子計算機等前沿量子設備,也不能傳輸糾纏等量子資源,傳輸機制并未實現完全的“量子化”。
“京滬干線”設備供應商科大國盾量子技術股份有限公司(以下簡稱國盾量子)總裁趙勇認為,各國推進的基于量子密鑰分發(QKD)的量子保密通信網絡就是“量子互聯網”的初級階段,首先實現信息安全方面的應用,最終的目標是“全量子網絡”,將量子計算、量子傳感和測量等功能融入進來,形成量子安全網絡、分布式量子計算和量子傳感網絡。
“從初級到終極,信息安全應用的定位貫穿量子網絡的始終,而量子密鑰分發也將隨著網絡的升級而升級,貫穿始終。”他說道。
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