【科技】全球首条量子通信“京沪干线”今年建成

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量子秘密通信北京上海干线总长2000余公里，从北京出发，经过济南、合肥，到达上海。

张江国家自主创新示范区中国科学技术大学上海研究院今年将成为世界瞩目的科学地标。 中国将于今年7月发射世界上第一颗量子科学实验卫星。 科学实验中心(上海)设在本院。 今年年底，世界上第一条远程量子秘密通信干线北京上海干线将建成和检查。 北京上海两地和沿线的金融、政务机构可以利用这条线路进行远程数据灾害准备和量子安全数据传输。 根据物理原理无法确保。

量子通信为什么能根本处理通信安全问题？ 应用前景怎么样记者日前进入中国科大上海研究院采访了潘建伟院士、陆朝阳教授和上海国盾量子新闻技术有限企业负责人。

基本原理:不可量子克隆

潘建伟说，要谈量子通信的科学原理，必须从量子力学开始。 这是与古典力学大不相同的物理单位，是迄今为止解释微观世界的最正确的理论。

如果一个物理量不连续变化，就只能取一点离散的值，这个量是量化的。 比如上楼，只能上一级，上不了一半。 宏观世界的物理量似乎连续变化，但在微观世界中，多个物理量被量化，即存在最小的单位，不能进一步细分。

量子力学表现世界的语言与古典力学根本不同。 经典力学描述物体的状态，给出其决定位置的量子力学描述微观粒子的状态，根据情况，称为重叠状态的粒子可能在这里，也可能在那里，没有明确的位置。 就像孙悟空的分身术，一个孙悟空出现在多个地方，孙悟空的分身符就像他的重叠状态。 在通信行业，古典通信的信号只有0和1，量子通信不仅有信号0和1，还有0+1、0-1等量子叠加状态。

量子叠加原理引起了量子不可克隆原理:在量子力学中，不能实现未知量子状态的精确拷贝。 这是量子通信达到无条件安全的基本科学原理之一。

任何窃听都会扰乱量子状态

任何经典的通讯都有可能被窃听。 打电话时，别人可以通过窃听器，从通信线路中的信号中分出一点，进入另一条线路。 窃听时，0和1两种信号不会被打乱，因此通话者不会注意到。

纽约时报去年报道说，美国国家安全局监听谷歌和雅虎顾客的通信，不需要入侵两家企业的数据中心，只需要监听光缆和电缆发送的消息即可。 这些跨国公司的数据中心分布在世界各地，通过光缆和电缆相互连接，在很多情况下，传输新闻并不加密，窃听的危险性得以填补。 即使使用经典的加密手段也不能确保新闻的安全。

与经典通信不同，量子通信可以编码新闻，加载到单一光子的量子叠加状态的偏振方向。 单一光子是光能的最小结构单位，不可再分割，量子状态不能正确复制，任何窃听行为都会对其造成干扰，被通信双方感知和避免。 通过量子状态传输，通信双方协商生成量子密钥，对新闻进行加密保护，从而在新闻传输中完全无法随机解读，从根本上处理通信安全问题。

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