8月1日，工业和信息化部发布三项量子保密通信相关的通信行业标准，将进一步推动量子保密通信网络及有关设备的成熟发展，巩固我国在量子保密通信领域的领跑地位。
过去，我们秘密传递一句话，可以把这句话中的每一个字放入一个盒子里，当接收者按顺序收到并打开盒子后就可获知完整的一句话。可是，窃密者可以通过取出盒子悄悄阅读盒子里的内容，再放回去或者制造一个同样的盒子来替换信息，而信息接收方却不知信息已被窃取甚至被替换。
为了解决这个问题，科学家们把信息加载到单个光子的振动方向上。单光子是能量最小的组成单元，不可再被分割，并依据量子不可克隆定律，其状态也无法被精确复制，任何窃听行为都会造成扰动，从而可被通信双方察觉并进行规避，这就决定了量子保密通信是无条件、安全的。也正因如此，量子通信被看作目前最为安全的信息传输手段之一。
由于在远距离通信中，单个光子很容易被光纤吸收或散射，所以每隔一段距离就要建设一个可信中继站，确保信息的传输，同时各个站点之间由量子密钥生成系统来生成密钥，对传输的信息进行加密。这些站点之间的密钥不断传输，就构成了整条量子保密通信干线。作为世界上首条量子保密通信干线——量子保密通信京沪干线的总控中心，从2014年开始建设，突破高速量子密钥分发、可信中继传输、大规模量子网络管控监控等系列工程化实现关键技术，主要承载重要信息的保密传输。
2017年9月，量子保密通信京沪干线正式开通，它和2016年8月发射成功的世界上首颗量子科学实验卫星“墨子号”一起，为中国在全球率先构建出首个天地一体化广域量子通信网络雏形，为实现覆盖全球的量子保密通信网络迈出坚实的一步。
在这条天地链路上，量子保密通信京沪干线覆盖的面积从北京到上海，光纤总长2000多公里，又通过“墨子号”卫星连到乌鲁木齐，横跨2600多公里，被称为“跨越4600公里的天地一体化量子通信网络”。在这个总控中心，整个通信网络覆盖了32个节点，其中包括北京、济南、合肥和上海4个量子城域网，目前已开始为金融、电力、政务等行业的150多家用户提供保密通信服务。这些应用，验证了这条干线可以抵御所有已知的量子黑客攻击。
科学家们还通过这条天地链路与奥地利地面站的卫星进行量子通信，实现了世界首次洲际量子保密通信。
未来，量子保密通信京沪干线将推动量子通信在更多领域的应用，逐步建立起完整的量子通信产业链和下一代国家主权信息安全生态系统，最终构建基于量子通信安全保障的量子互联网。
（作者系中国科学技术大学先进技术研究院行政管理专员，第九届全国科普讲解大赛二等奖获得者）

来源: 科普时报