量子通信发展到啥程度了（量子通信到底是什么）

#点亮好奇心#

量子力学已经发展有100多年，但一些理论性的东西要想转化成为我们日常生活中的应用，我们还有很长的路要走。例如量子通信技术就是在近20多年发展起来的应用，尤其是在最近几年，中国的量子通信技术发展也比较迅速，但这样又使美国的心态不平衡了，变得非常焦急。

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量子是物理量最小的单元，也就是指质量、能量，这种物理量最小的单元，却是以粒子状态出现。但如果将它理解成为一种物质就是错误的，因为目前公认最小的粒子是夸克，那么按照这个概念，很有可能就会使人们误以为量子指的就是夸克。

因为量子并不是物质，我们就不能从物质结构上来理解它，其实“量子”这个名词最初是叫做“能量子”，是由普朗克提出来的，他在研究黑体辐射的时候，发现能量是不连续的，似乎有一个“最低的能量单位”，就像电荷也有最小的单位，也就是指电子，已经无法再继续分割下去了，所以普朗克就起了一个名字叫做“能量子”。

后来有的人为了表示对普朗克的敬意，还特意的将它命名为“普朗克子”，但被普朗克委婉地拒绝了，因为普朗克认为这个名称应该具有特定的意义。后来随着量子力学的发展，人们发现有很多物理量都是不连续的，而且达到某种程度之后，就很难再分割下去，也就是这些物理量存在着最小的单元，所以就用“量子”来描述。

随着人们对微观世界的深入研究，发现量子世界里面存在着一种独特的现象，这种现象也被称为“量子纠缠”。当某个量子存在着一种状态的时候，就会有对应的另外一个量子存在着对应的状态；而且当这个量子的状态发生改变的时候，对应的另外一个量子的状态也会发生改变。

量子之间存在着这种特性，并没有距离的限制，也可以说是超距作用的，至于为什么会出现这种现象，就目前人类的认识水平也无法解释，但它却是客观存在的。既然量子纠缠是没有距离的限制，那如果将它应用于通信，应该也就没有距离的限制，这个效果当然是比较好，所以量子通信也是在这个原理上发展而来的。

人们发现量子通信的保密性能也非常好，这就不得不说一下量子密钥分发。我们都知道计算机采用的是二进制，就可以储存很多的信息，所以量子态只要存在两种状态就行了，就可以通过许许多多的量子来共同表达，所以量子密钥分发就是通过通信双方共享一个密钥，并且通过它来对信息的加密和解密。

现有的密码体系都是通过增加密码的复杂计算程度来保证安全的。我国“天河二号”超级计算机的计算性能也算比较好了吧，但如果用它来分解一个300位的数字，也需要用上15年的时间，但如果可以用量子叠加并行计算，一秒钟就能算出来了。

这也意味着密码可以通过量子来变得更加复杂，计算需要的时间也会变得更长，想要破译就更难了，利用普通的超级计算机，破译需要很长的时间，已经失去了实际应用的意义。其实，量子通信的保密性最根本的还是在于量子态。

因为量子状态是不可克隆的，当第三方想通过量子态来获取信息的时候，原有的量子态就会发生改变，这个信息马上就会反馈给掌握量子通信的一方，也就意味着正在通信的一方会知道别人正在窃取信息，在这种情况下，通信的一方又怎么可能还会以原来的密钥来维持通信呢？所以它的安全性就非常高。

量子通信的原理就是这样，而且它的好处也非常大，但真的想要将这种技术实现并不容易。因为它是通过控制光量子来实现的，想要制备单个光量子就已经非常困难，平时我们照明所用的灯泡，每一秒钟都会发出数万亿亿个光子，甚至有可能会比这个数目还要多，想要具备的光量子就是要从这些大量的光子中捕捉其中的一个。

制备光量子仅仅是量子通信的第1步，要想实现量子通信，还必须要拥有对光量子进行探测的能力，但单个光量子已经是这些光能量的最小单元，必须要发展非常精密和高效的光子探测技术才行，才能展开更为复杂的量子通信。

在我们日常生活中所见到的光没必要按照任何固定的顺序来传递的，但要想携带大量的信息，并且这些信息还要被另一方接收，这些光量子就必须要按照一定的排列顺序才能实现，接收的一方也需要检测出它的排列顺序，这样做出来的密钥才具有意义。

尽管这些技术存在着非常巨大的困难，在1989年，世界上首个量子密钥分发实验就已经在IBM实验室内实现，但它的线路只有32厘米，虽然人类在量子通信上已经跨出了很大的一步，但对于应用来说还是很遥远。

然而中国人不甘落后，在2016年，由潘建伟教授及他的团队研发出来的“墨子号”量子卫星发射成功，这才是真正发展出了拥有实际应用意义的量子通信设备，由于“墨子号”也是世界首个量子通讯卫星，这也意味着我国在量子通讯领域里面走在了世界的最前面。

随后在2017年9月，我国又开通了世界首条量子保密通信干线，也就是“京沪干线”，总长超过了2000公里，覆盖4省3市共32个节点，通信的两个地面站与“墨子号”相连，总距离达到了4600公里，并为超过150名的用户提供了服务。

量子通信技术在我国已经得到了应用，尤其是一些重要的会议和活动需要保密，就需要量子通信技术提供信息安全保障。例如十九大等国家重要的会议与活动，不仅如此，量子通信还会在金融、国防、电子信息等领域会得到广泛的应用。

无疑在量子通信领域，中国已经实现了弯道超车，以后也还会继续往前发展。但美国就已经开始心酸了，在技术上恐怕已经很难超越中国，所以美国又用起了他们惯用的伎俩，通常也是造谣和污蔑，而潘建伟教授也成为了他们攻击的首要目标。

美国情报公司在一份报告中宣称：潘建伟教授送学生到西方顶尖学府去深造，并且通过“不成文协议”，要求他们学成之后回来报效祖国。看到这样的“污蔑”，我想各位应该都感到非常高兴才对。

其实每年中国的留学生都不知道有多少留在了美国工作，至于说不成文的协议，要求这些留学生一定要回来报效祖国，根本就不符合事实，否则应该只有很少的留学生会留在美国工作了。而且腿都是长在这些留学生的身上的，他们学成之后留在哪里工作，完全是他们自己的意愿，根本就谈不上什么不成文的协议。

不过我国爱国的科学家都希望下一代出国的留学生可以回国效力，所以在留学生出国之前，这些科学家就会叮嘱他们在学成之后要回来报效祖国，这是一种很正常的事情，也是人之常情，但美国人却拿这些事情来说事，并不是心酸那么简单，已经是开始急了，所以就利用他们比较擅长的造谣和污蔑来攻击中国有重大贡献的科学家，但美国的这些做法又怎么会得逞呢？

综上所述，量子通信中有非常好的保密性，当第三方想要从中获取信息的时候，我们马上就能知道对方的这些动作，然后又可以制定新的密钥进行保密，让第三方前期所做的破译工作都变成白费，在金融、政务、国防和电子信息等方面都拥有非常广泛的应用。

然而想要掌握量子通信技术非常困难，并不是随随便便研究一下就能成功，但中国人却不信这个邪，偏偏要在这个领域加大力度研发，而且还取得了比较大的成果，也得到了相应的应用，这些动作都使得中国的量子通信技术走在了世界的最前面。

所以作为世界头号强国的美国就很不甘心在这方面落后于中国，但自己的研发进展又不理想，就开始急了，并且用上了他们惯用的伎俩，就是造谣和污蔑，其中潘建伟教授就成为了他们首要工具的目标，但他们的这些做法根本就没有事实根据，只会徒劳无功。你们是怎么看的呢？

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