我国首颗量子科学实验卫星将于今年7月择机发射，将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，构建一个天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。据介绍，量子通信从原理上确保身份认证、传输加密以及数字签名等的无条件安全，可从根本上、永久性解决信息安全问题。
量子通信网呼之欲出
量子卫星首席科学家、中国科学技术大学教授潘建伟院士介绍，量子通信的安全性基于量子物理基本原理，可从根本上、永久性解决信息安全问题。
据介绍，量子科学实验卫星专项将研制及发射1颗量子科学实验卫星，建设以4个量子通信地面站和1个空间量子隐形传态实验站为核心的空间量子科学实验系统。该卫星搭载量子密钥通信机、量子纠缠发射机、量子纠缠源、量子实验控制与处理机等有效载荷，具备两套独立的有效载荷指向机构，通过姿控指向系统协同控制，可与地面上相距千公里量级的两处光学站同时建立量子光链路。
量子卫星发射后，天地一体化量子科学实验系统将投入正式运行，完成包括星地高速量子密钥分发、广域量子通信网络、星地量子纠缠分发以及地星量子隐形传态等多项科学实验任务。
潘建伟还透露，“京沪干线”大尺度光纤量子通信骨干网工程预计今年下半年交付。这一工程将构建千公里级高可信、可扩展、军民融合的广域光纤量子通信网络，建成大尺度量子通信技术验证、应用研究和应用示范平台。量子通信网络打造完成之后，中国就可以实现在地面上任意两个地方进行量子通信的目标。
从神话迈向实用化
两千多年来，密码成为人们保护信息的主要手段。然而，迄今为止，没有一种密码能保证不被破解。当西方“棱镜门”、“苹果门”等信息安全事件一出接一出地上演时，从国家元首到平民百姓人人自危。人们不禁会问：有没有一种绝对安全的通信方式？
量子，是微观物理世界中的最小单位。如常见的光，就是由大量的光量子组成。在微观领域里，量子像一粒骰子，处在不停地旋转中，各个面都可能朝上。只有在被观测或者测量时，它才会停下来，随机呈现出一个朝上的面。但是，这种测量本身意味着干涉，意味着原先的待测状态遭到破坏而发生改变。
就是基于这一原理，科学家们运用具有量子态的物质作为量子通信的密码。这一看似微小的变化，使密钥的安全性产生了彻底变化。中国科学技术大学教授郭光灿打比方说，量子密钥在量子通信中的作用比古代人用火漆封信封更彻底——一旦有人试图打开信件，量子密钥会让信件自毁，并让使用者知晓。
从1993年美国科学家提出量子通信的概念至今，西方发达国家投入了大量人力、物力进行量子通信的理论和实验研究。在这场国际化竞争中，我国尽管属于后来者，但起点高，进展快，在应用研究的多个方面已经领跑世界。
卫星发射只是开端
在这个网络攻击和电子监视无处不在的时代，中国量子科学实验卫星将永久改变加密学，有效破解各个国家绞尽脑汁的通信安全难题。
事实上，量子通信并非一个新鲜事物，作为量子力学应用的一个重要分支，量子通信从原理到技术已经都没有什么障碍，纪念抗战70周年的“九三”阅兵式已经使用了量子通信。大家所熟知的“京沪干线”大尺度光纤量子通信骨干网工程，也即将于今年下半年交付使用。全面成熟的量子通信技术，一旦应用于军事领域，将从信息接收、处理、分发、存储和使用各个环节，革命性改变现有指挥信息系统，作战信息实时互联互通及安全保密将不再是难题。
众所周知，目前通信领域大部分技术标准由美国等西方国家制定，大部分核心技术掌握在西方国家手中。现有通信体系中，中国基本没有什么话语权，不仅大量利润眼睁睁被西方公司拿走，而且事关国家核心利益的通信安全，难以得到保障。
量子通信网络打造完成之后，中国不仅可以摆脱通信领域安全受制于人的窘境，而且将拥有更多世界通信标准制定话语权。 （欣华 仁民）
泉州晚报2016年6月6日