2016年8月16日凌晨1時(shí)40分，在一片震耳欲聾的轟鳴聲中，一架長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭正噴出閃亮的火舌，從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心的發(fā)射塔架上一飛沖天。

這意味著由我國(guó)科學(xué)家自主研制的世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，除了用這枚衛(wèi)星進(jìn)行一些科學(xué)實(shí)驗(yàn)外，還將在世界上首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信。這也將是跨度最大、史上最安全的通信網(wǎng)絡(luò)。

　　提到“量子”一詞，大多數(shù)人想到的可能是玄之又玄的量子物理，以及愛因斯坦那句著名的“上帝不擲骰子”的斷言。在我們的過(guò)往印象中，量子物理經(jīng)常與“不確定性”、“測(cè)不準(zhǔn)”等詞匯聯(lián)系在一起，然而我們又知道，通信最重要的就是穩(wěn)定、安全、可靠。那么，量子與通信，表面上互相矛盾的兩個(gè)東西是如何聯(lián)系到一起的呢？要了解這一點(diǎn)，我們還是先從傳統(tǒng)通信為什么需要“量子”說(shuō)起吧。

傳統(tǒng)通信的局限性

　　眾所周知，密碼這東西現(xiàn)在已經(jīng)充斥了我們的生活。像網(wǎng)購(gòu)轉(zhuǎn)賬、登陸微信，甚至在我們看不見的信息傳輸途中，都需要用到密碼，因?yàn)樗�能保證通信和交易的安全。不過(guò)，有了加密，就有破解密碼的人，這對(duì)死敵的角力始終貫穿在我們整個(gè)通信的歷史中。尤其在戰(zhàn)爭(zhēng)年代，解密的成功與否甚至足以影響最終的戰(zhàn)局。在二戰(zhàn)期間，美軍正是因?yàn)槠平饬巳哲婋妶?bào)的加密方式，從而掌握日軍高層的行蹤，最終成功擊殺了其海軍總司令山本五十六，為太平洋戰(zhàn)爭(zhēng)的獲勝奠定了基礎(chǔ)。除此之外，直接*****和截獲信息也是很常見的泄密方式。如電影《*****風(fēng)云》講述的正是通過(guò)*****他人通信而發(fā)生的一系列故事。

　　人們一直在想，是否存在一種安全傳輸信息的方法呢？我們可以總結(jié)一下，“使通信保密”的思路其實(shí)有兩種。一種是物理加密，比如在A和B之間拉一條專線，專線中間布滿崗哨，任何想截獲信息的間諜必須在光纜上做手腳才能*****，而這必然會(huì)被哨兵拿下。在這種確保安全的信道中，我們甚至無(wú)需對(duì)信息加密，直接用明文交換信息就可以了。但是，用物理隔離的方法終究不現(xiàn)實(shí)，它的效率低，成本高，距離有限，只有少數(shù)重要且有條件的崗位才用得起這種方式。

　　另一種是信息加密，就是把封裝信息加上密碼后通過(guò)公共信道傳遞，這相當(dāng)于把它放在一個(gè)帶鎖的小箱子里進(jìn)行運(yùn)輸，沿途就算被人截留了也沒(méi)關(guān)系，因?yàn)橹挥袑?duì)面拿到鑰匙的人才能打開箱子，從而獲取信息，這種做法就是我們目前常用的傳統(tǒng)加密方式。

　　只是現(xiàn)有的密碼體系還是通過(guò)增加計(jì)算復(fù)雜性來(lái)保證安全。例如應(yīng)用最廣泛的密碼算法RSA，用的是兩個(gè)非常大的質(zhì)數(shù)的乘積來(lái)建立密鑰。眾所周知，對(duì)于兩個(gè)大質(zhì)數(shù)乘積進(jìn)行因式分解，除暴力窮舉外并無(wú)更好的方式。資料顯示，用現(xiàn)有最快的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)對(duì)一個(gè)500位的RSA密鑰進(jìn)行窮舉破解，耗時(shí)將達(dá)到百億年——幾乎等于不可破解。

　　但從理論上講，只要有足夠先進(jìn)的計(jì)算機(jī)，任何有限長(zhǎng)度的密碼都可以被破譯。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)更新迭代，接下來(lái)可能出現(xiàn)更快更強(qiáng)的計(jì)算機(jī)，比如研發(fā)中的量子計(jì)算機(jī)等。在那時(shí)候，如果無(wú)法升級(jí)出對(duì)應(yīng)的加密方式，那么原有的密碼將不再安全，金融系統(tǒng)和個(gè)人隱私等領(lǐng)域都將徹底陷入混亂。

　　面對(duì)未來(lái)可能出現(xiàn)的困境，人們需要找出新的加密手段。此時(shí)，量子物理的發(fā)展為人們帶來(lái)了新的思路。