量子通讯实验成功 中国抢先打造超强「防骇」网路
虽然我们不像爱因斯坦那样聪明,但至少我们知道爱因斯坦也有不懂的东西,像是量子物理。
量子物理中最重要的现象之一,是当2个粒子发生纠缠(entanglement)时,只要其中一个状态改变,另一个粒子也会立刻发生变化,无论2者相距多远。这种违反古典力学的现象,曾让爱因斯坦抓头搔腮,不解其中传递机制为何,徒呼「诡异」。
数十年来,科学家面对量子的诡异行径,依然吹胡子瞪眼,说不出个所以然,但不懂,不代表不能加以利用,中国科学技术大学不久前透过去年发射的专用卫星「墨子号」,分别朝向位于青海与云南的2个通讯站发出相互纠缠的光子讯号,结果在相距1200公里的遥远两地之间,成功建立起瞬间的通讯连结,象征中国在量子通讯发展的脚步上,已经超前了欧美一步。
同样看好量子的潜力,美国的产官学界走的方向不太一样,主要着重于「量子电脑」这一块,欧洲则是仍停留在理论阶段,反观中国,因为有官方无条件支持,早从5、6年前就开始打造量子通讯卫星,去年发射成功,今年正式投入通讯实验。
中国积极开发量子通讯技术,部分动机来自于2013年的史诺登泄密事件,让北京当局惊觉美国刺探手法无孔不入,为了反制美国的监听技术,有必要开发一种滴水不漏,确保资讯不被有心人窃取的通讯技术。
量子通讯可以「防骇」的原理,是利用量子力学另一个特性,也就是光子这一类次原子,只要被「看过」(或者说「观察到」,「接收到」,或「拦截到」),其状态就会发生改变。由于这个特性,骇客将无法不着痕迹地窃取资料或加密金钥,从而确保通讯的安全和私密性。
过去的量子通讯实验,都是在地面进行,量子纠缠现象只要超过100公里,就会因为干扰过多而失效。中国这次的卫星实验,因为把发射站搬到了太空中,减少了空气中的粒子干扰,因而一举把传输距离拉大到了上千公里,并且顺利完成讯号传递。
中国研发团队声称这次的实验,是打造未来量子网路的第一步,曾参与墨子号其他实验工作的维也纳大学学者Anton Zeilinger,也认为此次实验成果超乎预期。不过目前研究团队使用的传输方式速度过慢,程序上也太复杂,技术上有不少障碍。学者估计距离中国真正打造出一个实用的量子网路,至少还需要几年的时间。
资料来源:WSJ, Nature
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