美一招報廢量子衛星？科學家瞬間打臉

8月16日凌晨，世界首顆量子科學實驗衛星「墨子」號成功發射升空，中國將得以在世界上首次實現衛星和地面之間的量子通信。但圍繞著量子通信的爭議並沒有中斷，網上隨即出現了一些質疑量子通信的說法。中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家實驗室副研究員袁嵐峰17日接受記者採訪時表示，量子通信正是在質疑中發展壯大的，但技術性質疑不能阻止發展量子通信的戰略方向。

中國研發製造的世界首顆量子通信衛星

量子不可複製的特性，是量子通信安全性的根本來源。竊聽者如果想攔截量子信號，就要對其進行測量，而這將破壞攜帶密鑰信息的量子態，從而被發現。因此理論上，這種不可竊聽不可複製的信息傳輸方式，可以保證信息傳輸的絕對安全，這是唯一一種從物理上保證信息安全的方式，和過去以計算複雜性為基礎的傳統密碼通信相比要高明得多。

中國研發製造的世界首顆量子通信衛星

但有人質疑，「看似無懈可擊的量子通信方式，實際上是以犧牲信息穩定性為代價的」。因為一旦存在敵方任何形式的入侵行為，不管是竊聽、複製還是干擾，穩定的量子通信都將無法實現。「從這個意義上說，量子通信可以說是只要有敵方存在就辦不了事，而這樣的系統，最終也只能淪為擺設。」

袁嵐峰表示，在量子通信過程中，量子被測量時會發生狀態的突變，通信雙方一旦發現狀態有變就會停止通信，因此竊聽確實會阻撓通信。但這並不等於說量子通信沒有用。他認為，首先，這種敵對的阻撓是一次性的；其次，跟安全但可能被阻撓的量子通信比較的對象，應該是暢通但可能泄密的傳統通信。與通信被阻斷相比，泄密更不可取。尤其是在安全性因素壓倒一切的特殊需求中，量子通信的地位無可替代；再次，當量子計算機實用化時，傳統通信會變成完全無密可言。到那時，如果沒有量子通信的手段，中國將會無從選擇。

中國研發製造的世界首顆量子通信衛星

「因此，無論有多少技術性的問題，量子通信都應該作為國家的戰略方向，大力去發展。這不是80分和90分的區別，而是0和1的區別。量子通信的技術性問題可以在發展中不斷改進，但前提是一定要去做，不做是肯定不行的。」

關於量子通信歷來存在各種各樣反對的聲音和觀點，甚至有些觀點把量子通信與量子計算，即整個量子信息學科，都視為偽科學。袁嵐峰告訴記者記者，「去看看《自然》《科學》《物理評論快報》等頂級學術期刊，會發現全球很多科學家都在從事量子通信和量子計算方面的研究。這是近年來科學界的重點發展領域。這些項目多次入選年度十大科學突破等，得到國際的公認。」

中國研發製造的世界首顆量子通信衛星

「量子信息的研究者並不是一個封閉的團體，正相反，他們歡迎對量子信息的質疑，不斷尋找所有可能的漏洞，再找辦法彌補。」袁嵐峰舉例說，1984年提出的BB84量子密碼協議是否安全，一直都有人質疑。直到1999年，才完成安全性證明，文章發表在《科學》上，這是一個里程碑式的工作。後來發現大部分漏洞來自於測量儀器，所以又發明了安全性與測量儀器無關的量子密鑰分發技術。這個新技術被評為2013年全球物理學十大進展和2014年中國十大科技進展之一。袁嵐峰稱，「正是在這種不斷的質疑與改進中，整個學科才不斷進步。這是科學研究的通例。」

中國剛剛成功發射的世界首顆量子科學實驗衛星「墨子號」，引發了全球科技界的關注和熱議。這不再只是一個中國的科研大事，因為它所獲得的任何成果，必將是世界性的。

為何一顆衛星的發射，引發了這麼大關注？這要從其魔法般的特性說起。

大約一百年多前，我們生活在一個很「經典」的宇宙里，一切都合乎常情，沒有什麼奇怪表現。隨後，量子理論出現了。

酒泉衛星發射中心

突然間，事物的表現不再總是合乎一個理性的人的料想了。在微觀尺度上，一個粒子可以同時處於兩個地方，甚至可以同時向兩個不同的方向運動。而且粒子之間可以互相糾纏——通過某種方式即時地遠程感知、影響對方。

起源於1900年的普朗克量子力學，描述了這些看似魔法的物理現象。這套理論不斷獲得實驗支持，在一百多年裡催生了許多重大發明——原子彈、激光、晶體管、核磁共振等，改變了世界面貌。

中國發射世界首顆量子科學實驗衛星

量子信息技術是量子力學的最新發展。其中，用這一技術有望打造「不可攔截」的密鑰，讓通信高度保密。而未來的量子計算機，可能會比傳統計算機快億萬倍。這些特性看似魔法，未來卻會成為尋常事。

中國此次發射量子衛星的主要任務，是執行星地高速量子密鑰分發、廣域量子通信網路、星地量子糾纏分發以及地星量子隱形傳態等多項科學實驗任務。這都是量子信息技術的最前沿研究，自然是舉世矚目。

但是，要讓看似魔法的效果真正實現，還需要長期艱苦卓絕的努力。因為，搞基礎科學研究，需要耐得住寂寞、甘坐冷板凳以及長期的積累。

量子、引力波等許多看似枯燥無味或高深難懂的基礎研究，之所以吸引全球各主要國家持之以恆地研究投入，正在於它們都有著引發魔法般巨變的前景。量子力學已經引發了社會巨變。比如，電磁波的發現最終使人類有了無線電通信和手機，在狹義相對論中質能關係理論指導下，科學家最終製造出了原子彈、氫彈和核反應堆，衛星定位等技術也藉助了狹義相對論的知識。

中國科學家在「量子衛星」旁工作

基礎科學研究可以帶給人類什麼？它帶給人類無窮的可能。前沿基礎研究，探索的是「魔法」的奧秘，必將帶來社會進步。 在今年引力波發現後，美國麻省理工學院校長拉斐爾·賴夫的公開信中的一段話發人深省：「基礎科學研究往往是艱苦的、嚴謹且緩慢的，但不要忘記，它又是震撼性的、革命性的和具有催化作用的。沒有基礎科學，最好的設想就無法得到改進，『創新』也只能是修修補補。只有基礎科學進步，社會才能進步」。

中國發射量子衛星備受關注

中國量子科學實驗衛星的成功發射，是探索「魔法」奧秘的重要一步。

筆者：鐵血軍事帝皇，歡迎收藏評論，持續關注！謝謝

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