此外,由于任何对量子进行截获或测量的操作,都会改变量子的状态,当信息被窃取时,就很容易被发现。这样,截获者得到的只是无意义的信息,而信息的合法接收者也可以从量子态的改变,知道密钥曾被截取过。
“有了量子秘钥,就像是把信息锁在一个保险箱里。黑客如果要想看到信息,就必须把保险箱砸坏。但如果他们砸坏了保险箱,就很容易被人发现他们盗取了信息。相比之下,传统的秘钥就像是把信息放在玻璃盒子里,人人透过玻璃都能看到这些信息,还可以给它们拍个照片(复制),而因为玻璃盒子没有损坏,所以也不容易发现信息泄露,”潘建伟说。
目前潘建伟的团队已经启动了量子通信京沪干线的建设。这个城际量子通信网络总长2000余公里,连接北京和上海两地,建成后将用于确保京沪两地金融信息的安全传输。
然而,潘建伟并不满足于量子通信在城域网和城际网的应用,他们的目标是全球化量子网络:将量子信息传输到卫星上,然后通过卫星传回到地面的指定地点,这样,就可以通过卫星将城域网和城际网联系起来。
为了这个目标,潘建伟已经做了多年的准备。2005年,潘建伟小组首次实现了距离大于垂直大气层等效厚度的自由空间量子纠缠分发,当时的传输距离是13公里。此后,他们对自由空间量子实验关键技术进行了大量研究,并于2012年实现了世界上首次百公里量级的自由空间量子隐形传输,为发射全球首颗量子通信卫星奠定技术基础。
今年5月,潘建伟团队在国际上又首次成功实现星地量子密钥分发的全方位地面验证,为未来实现基于星地量子通信的全球化量子网络奠定了坚实的技术基础。
而2016年,中国将早于欧洲和美国发射量子科学实验卫星,使中国成为第一个具有量子通信能力的太空开发国家。“有了这颗量子科学实验卫星,我们就能从科学上证实洲级量子通信网络的可行性了。换句话说,我是否能从北京拨通一个量子电话给我在维也纳的朋友,”潘建伟说。
2012年年底,英国《自然》杂志在一篇对潘建伟团队的报道中如是写道:“如果第一个‘量子互联网’将连接成功,这个网络将是运用亚原子尺度物理规律创建的一个超级安全的全球通信网络。这也标志着中国在量子领域的崛起,从十年前不起眼的国家发展为现在的世界劲旅。”
尽管量子互联网已经不是一个梦想,这种网络从科学实验发展到大规模的应用仍需时日。不过,对于潘建伟来说,能看到中国在量子通信的应用上“走在世界的前面”,他已经感到很高兴了。
“在量子通信这一块,国际竞争很激烈。中国、德国、美国,都有自己的强项。但是我们2016年将要首先发射量子科学实验卫星,这就已经是领先一步了,”潘建伟说。
“对于象量子通信这种重大的、前沿的技术,我们要想参与国际的竞争,就需要提前布局,预先做出长远的、大的计划。”(中国日报 记者 程盈琪)