中国量子加密技术领先美国

据美国《纽约时报》网站12月5日报道，量子设备可以破解用于保护数字信息的加密，使所有的数字信息面临危险，从数十亿美元的电子商务支付，到存储在政府数据库的国家机密。

有应对的办法吗？那就是依赖于物理世界相同概念的加密。正如一些科学家在研究量子计算机一样，另一些科学家也在研究量子安全技术，这种技术可以阻止这些未来机器的密码破译能力。

报道称，这是一场可能影响国家安全的竞赛，尽管建造量子计算机仍是大家都在干的事情，但中国在量子加密方面已明显领先。与中国在人工智能等其他尖端技术上的做法一样，政府已经把各种量子研究列为重点。

“中国对拥有这项技术有一个经过深思熟虑的战略，”邓肯·厄尔说，他曾是美国橡树岭国家实验室的研究员，现在是探索量子加密技术的Qubitekk公司的总裁兼首席技术官。“如果我们认为我们可在加入这项技术之前等个五年、十年的话，那将太晚了。”

报道称，和量子计算一样，量子加密技术依赖于非常小的物体的非直觉行为。保护数据秘密的密码是通过光子发出的，光子是最小的光粒子。使用合适的设备，就很容易判断密码是否被擅自改动过，这就像是阿司匹林药瓶上的封条是否破损。如果使用得当，量子加密技术可能是牢不可破的。


不能保证一个可行的量子加密网络可以在长距离上建立起来。但如果能够建立的话，中国愿意进行试验，并将政府、学术和商业资源投入其中的做法，可能会带来巨大回报。

去年，中国一颗以古代哲学家墨子的名字命名的卫星，使用量子加密技术成功实现了北京与维也纳之间的视频通话。经过四年的规划和建设，北京和上海之间的专用量子通信网络也于去年投入使用。

目前，量子加密只能在有限的距离内工作。北京和维也纳之间的卫星连接将这个距离扩大到了创纪录的4630英里（约合7451公里）。在地面上，使用光纤线路的最大距离大约是150英里（约合240公里）。

在中国对量子加密技术的投资中，“墨子号”卫星受到的关注最多。政府出钱支持的中国科学技术大学帮助发射了“墨子号”卫星，科大也在牵头建设总长约1200英里（约合1930公里）的量子通信地面网络。

光纤网络途经的安徽省和山东省政府总共为项目投资了8000万美元。

这条干线正在延伸到其他城市和地区。中国的目标是，在2030年前，建成一个连接全球各地的分享量子加密密钥的网络。

科大物理系教授陆朝阳说，量子通信京沪干线是一次重大的升级。

“我们承认这是一个中间阶段的解决方案，”他说。“这不是最终的解决方案。但就安全而言，这已经是一个巨大的进步。”

在美国，政府和业界认为量子加密不过是一项科学实验。所以，研究人员的精力一直集中在使用现有的数学来构建新的、可对抗量子计算机的加密方法。这种做法不需要新的基础设施。

但现在，在中国的做法和最近的量子研究取得进展的推动下，美国有些人正在努力追赶。

报道称，南加州初创企业Qubitekk正在使用量子加密技术来保护田纳西州的电网。另一家初创公司Quantum Xchange正在美国东北部建设一个量子加密网络，希望为华尔街银行和其他企业提供服务。纽约州立大学斯托尼布鲁克分校的研究人员正在准备成立另一家企业。

报道还称，像Qubitekk这样的小型初创企业不太可能像中国为量子加密建立基础设施那样，投入数百万美元。但许多专家认为，更重要的工作将发生在研究实验室，美国能源部正在为芝加哥的一个测试网络提供资金，该网络可能会让中国使用的系统相形见绌。

美国洛斯阿拉莫斯国家实验室和橡树岭国家实验室都在与Qubitekk合作，使用量子技术保护电网。Quantum Xchange正在把设备搬到哈德逊街60号，原西联电报中心所在地，现在是曼哈顿下城的一个互联网中心。

Quantum Xchange正在曼哈顿和纽瓦克之间建设量子加密连接，并计划把在这两个城市运营的大型银行连接起来。公司最终的希望是把这个量子加密网络延伸到整个东海岸。

在像芝加哥大学这样的地方，研究人员希望再上一层楼，他们正在探索所谓的量子中继器，即能够延伸量子加密距离的设备。


“我们还没有做成，”芝加哥大学教授戴维·奥沙洛姆说。“但我相信，这将在未来几年发生。”

量子通信技术需要新的硬件，包括庞大的光纤网络——或许还有卫星——以及能够探测单个光子的专门设备。

随着Qubitekk建设量子加密网络工作的进展，公司发现无法获得完成这项工作所需的特殊光子探测器。这家初创公司最初是从新泽西州的一家叫普林斯顿光波的小型制造商那里购买了这种仪器。但今年4月，这家美国制造商将光子探测器的业务转给了一家中国公司RMY，Qubitekk的供应链断了。

RMY已经承诺向Qubitekk提供硬件，但最近通知它，由于生产问题，下一批探测器只能在明年3月后交货。



报道称，欧洲的一些小公司也销售类似的探测器，而且全球各地的实验室正在开发一种更先进的仪器。但就目前而言，这种探测器的供应很有限，尤其是在美国

好人必有好报

喋喋不休