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揭秘中国量子卫星 中国通讯将无法被破解

还记得棱镜门吗?电子通信时代,人们的安全感就像窗户纸一样脆弱。随着计算能力的提升和数学的进步,基于计算复杂度的经典加密体系终将崩塌。公钥加密算法RSA512在1999年就被破解了,科学家估计目前主流的RSA1024将在2019年被攻克,尽管科学家们试图寻找更加复杂的算法,但“抗解密”效果都不理想。在现代科学认知中,几乎任何已知事物都是可测的,但量子是个例外。在多粒子量子系统中,存在一种奇特的关联,即一对具有量子纠缠态的粒子,即使隔着一个太阳系,当其中一个状态改变时,另一个状态也会即刻发生相应改变。量子通信以其绝对安全性、超大信道容量、超高通信速率、可远距离传输信息和高效等特点,得到全球科技界、产业界普遍重视,许多国家争相将量子通信研究作为战略项目。

量子科学实验卫星首席科学家、中科院院士潘建伟介绍,传统的通信加密和传输安全都是依赖于复杂的算法,但是只要对方的计算能力足够强大,再复杂的保密算法都能够被破解,所以都不能够做到绝对安全。量子通信能做到绝对安全,是由量子自身的特性所决定的。作为光的最小颗粒,单个的光量子在传输信息的时候具有测量不准、不可克隆等性质,这些特性构成了量子通信安全的基石。 量子的保密通讯的这种手段,原理上都是无条件安全的,哪怕计算能力再强,也是破解不了的,所以从这个角度上讲,它就是一种革命性的东西。

据中新网报道,记者1日从中国科学院获悉,全球首颗“量子科学实验卫星”拟于8月中旬在酒泉卫星发射中心择机发射。

如果该卫星成功运行,中国将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信,并结合地面已有的光纤量子通信网络,初步构建一个广域量子通信体系。根据工程总指挥批准的星箭进场工作安排,量子科学实验卫星及配套长征二号丁型遥三十二运载火箭,拟在7月上旬运抵酒泉卫星发射中心,计划于8月中旬择机发射。

这颗卫星质量约640千克,将由火箭发射至高度为500千米的预定轨道。该卫星包括4个有效载荷:量子密钥通信机、量子纠缠发射机、量子纠缠源、量子试验控制与处理机。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。

量子密钥分发其实比较简单,就是相当于我在卫星上,你在地面,我就给你发一连串的单光子下来,发到你手中,你能把信号给解码出来,这任务就完成了。4个光学地面站就可以来接收卫星下来的信号,那我们就可以进行量子通讯,那么在卫星的帮助之下,这4个地面站任何两两之间的地面站都可以实现一个安全的通讯,我们就可以组网了。

光量子电话网和平常打电话一样,却不用担心被窃听。因为量子通信“一次一密”:两人通话期间,密码机每分每秒都在产生密码,一旦通话结束,这串密码就会立即失效,下一次通话绝对不会重复使用。

按照我国量子通信研发、推广预定计划,北京、上海以及最边远的新疆乌鲁木齐等城市也在陆续抓紧城域量子通信网的建设。这几处城域网的建成,以及同合肥、济南城域网的呼应与配合,将初步形成面向全国架构的局面。再经几年过渡,越来越多的城市都将会利用量子卫星等方式加强信息连接,与此同时,由中国科学家自主研发的“量子科学实验卫星(简称量子卫星)”现已完成关键部件的研制与交付,将使中国先于欧美拥有量子通信覆盖全球的能力。美国人感慨量子这个技术中国走在我们前面了,量子科学实验卫星这一装备我们都还没有。

在首颗量子科学实验卫星发射成功后将发射多颗卫星,力争到2020年实现亚洲与欧洲的洲际量子密钥分发,建成联接亚洲与欧洲的洲际量子通信网。到2030年左右,我国将建成全球化的广域量子通信卫星网络。


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