量子通信

今年2月8日，《感动中国2016年度人物》颁奖典礼在中央电视台综合频道播出，中国科大常务副校长、中科院院士潘建伟作为“量子通信的领跑者”成为“2016年感动中国+大年度人物”之一。

2016年8月16日凌晨，中国量子卫星“墨子号”在酒泉卫星发射中心成功发射，它是世界首颗量子科学实验卫星，标志着目前中国在量子通信领域已经领跑世界。这个项目的首席科学家正是潘建伟。

那么小读者可能会问了，什么是量子通信？量子通信有什么意义？为什么这位科学家能够获得“感动中国十大人物”称号？那我们今天就来讲讲量子通信。

量子通信

量子通信是指利用“量子纠缠”效应进行信息传递的一种新型的通讯方式。近年来这门学科已逐步从理论走向实验，并向实用化发展。高效安全的信息传输日益受到人们的关注。基于量子力学的基本原理，并因此成为国际上量子物理和信息科学的研究热点。这段话可能小读者有些看不懂，简单来说：量子通信，是目前理论上唯一被证明无条件安全的通信手段。量子卫星的发射，意味着中国量子保密通信技术成功了一半。

量子通信是世界上非常高精尖的技术，设计要求快速飞行的量子卫星能被地面的光学天线精准跟随，这相当于在一万米高空的飞机上往地面的一个储蓄罐里投硬币，还必须保证每个硬币都能够扔到储蓄罐中。

20世纪90年代，物理学家在理论上证明，对微观世界的物体而言，借助神奇的“量子纠缠”，可以将物质的未知量子态精确传送到遙远地点，而不用传送物质本身。将量子力学理论和信息技术结合，通过对光子、原子等微观粒子的精确操纵，信息编码、存储、传输等处理方式将会发生革命性变革。

由于一个量子单元的行为能瞬间影响另一个量子单元，从而改变被测量物质的状态，这一特性意味着，不可能实现对一个未知量子单元的精确复制。基于这一原理，科学家提出了量子密码的概念，也就是用具有量子态的物质作为密码。

实际应用到生活中，量子通信的优势就体现在：黑客无法不留痕迹地闯入一个量子系统，甚至连尝试解码这一举动，都会导致量子密码系统改变原有状态。当然，即便有黑客成功拦截获得了一组密码信息的解码钥匙，也仅是乱码信息，而在完成这一举动的同时，也导致了密钥的变化。量子密码的出现使密钥的安全性产生了全新变化。将量子密码应用于量子通信系统中，就成了量子保密通信。可以预见，军用通讯将不会被窃听，而民用领域，信用卡盗刷也会不再出现。

除了安全保密外，“神速”也是量子通信的另一大优势。量子通信的速度将比现在的通信速度大大提高。例如，4G网络延迟时间为50毫秒，无线电信号从火星传到地球要延迟十几分钟。而采用量子通信技术，不受传输距离影响，可消除延迟现象，实现“即时”通信。在未来，量子通信即时沟通的优势将大有用武之地。