它守护着你的秘密,从地球到太空的距离

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摘要 新华网思客

未来5～10年，机要部门、金融业、银行等机构开始使用，15年的时间或许走进千家万户。届时，每个人的家里、手机上或许都会有一个量子加密芯片，银行转款、电子账户等的涉密操作，都不用担心被盗用或者攻击。

▲2016年8月16日1时40分，我国成功将世界首颗量子卫星“墨子号”发射升空

2016年8月16日1时40分，我国在酒泉卫星发射中心成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。这是世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，旨在构建一个天地一体化的量子保密通信与实验体系。

其实，在墨子号发射之前，中国就已经走在量子通讯的前沿了。发展量子通信技术的终极目标，是构建广域乃至全球范围内绝对安全的量子通信网络体系。

而想建设覆盖全球的量子通信网络，必需依赖多颗量子通信卫星。“墨子号”量子科学实验卫星，就是未来一系列量子通信卫星的探路者。

　　地球之外也存在“远距离闹鬼”吗

墨子号的第一个任务是研究量子力学中的量子纠缠。

听起来好厉害的样子。

我们拿量子力学吉祥物“薛定谔的猫”来解释，也就是说，无论两只猫相距多远，即便在宇宙的两端，当A猫是“死”的时候，B猫必然是“活”；当A猫是“活”的时候，B猫一定是“死”。

如果喵星人的语言你不懂，我们就请你和你的小伙伴按下图实际操作，这样“你是风儿我是沙，缠缠绵绵到天涯”的模式一定不会让人误会你脑子有病的。

找一个和你超级合拍的小伙伴，穿上相反的颜色，在派对里分头行动。假如没人搭理（观测）你们，就尽情放松；但只要有人和你交流，一定要和你的小伙伴协调一致：ta朝左旋，你就朝右；ta挥右手，你就挥左手。——这就是你和ta的量子纠缠。

这种跨越空间瞬间影响双方的量子纠缠，曾经被爱因斯坦嘲笑为“远距离闹鬼”(spooky action at a distance)。现在“世道变了”，一系列地面实验已经证明，“远距离闹鬼”真的存在。那么在空天领域，它是否也成立呢？墨子号上天，就将对这个方向进行验证。

　　没准儿也是“黑科技”

关于量子幽灵般的远距离感应的特性，最实际的应用就是量子通信。

通常认为，量子通信分为两种，一种是量子保密通信（量子密钥分发）；另外一种是量子隐形传态。

量子保密通信，就好比一个人想要传递秘密给另外一个人，需要把存放秘密的箱子和一把钥匙传给接收方。接收方只有用这把钥匙打开箱子，才能取到秘密。

没有这把钥匙，别人无法打开箱子，而且一旦这把钥匙被别人动过，传送者会立刻发现，原有的钥匙作废，再给一把新的钥匙，直到确保接收方本人拿到。利用量子不可克隆和不可分割的特性，就能实现无条件安全的通信方式。

量子通讯卫星的大招叫“量子蜜月密钥分发”，其实就是一种加密通讯，跟发电报、网络支付没什么两样，只不过它生成和发送密码的时候利用了一丢丢的量子力学。

　　传统网络支付或被破解

假如将来有人发明了量子计算机，就完全有可能破解现在银行交易和网络支付使用的加密算法，到时候，上网“剁手”就麻烦了。

所以，想要给网络支付“上保险”，就需要物理学家研发的“量子通信密码”。量子通信卫星发射的，正是这种升级密码，让你可以放心上网买买买。

凭什么说量子通信更加安全呢？因为量子通信的密码不是预先设定死的，而是在通信的时候随机产生的。

物理学家认为，量子通信可以从根本上解决国防、金融、政务、商业等领域的安全问题。未来5～10年，机要部门、金融业、银行等机构开始使用，15年的时间或许走进千家万户。届时，每个人的家里、手机上或许都会有一个量子加密芯片，银行转款、电子账户等的涉密操作，都不用担心被盗用或者攻击。

一个大写的服！

到今年年底，“京沪干线”项目将会完工，建成一条连接北京、济南、合肥、上海等城域网络且全长2000多公里的量子保密通信线路，将成为全球首个也是距离最远的广域光纤量子保密通信骨干线路。

更为关键的是，这条干线能够完全保障通信安全，即便国外技术手段再先进，也无法破解中国的量子密钥分配技术，我们狂甩欧美一光年。

来源丨综合自果壳网、中科院之声