科學家首次實現量子加密的國際視頻電話

9月29日，在北京的中國科學院院長白春禮與在維也納的奧地利科學院院長Anton Zeilinger舉行了視頻通話。雖然他們相距7400公里，但他們的通信可以確保沒有被未受邀請者竊聽，因為他們的視頻通話被量子加密了。

就在幾個月前，中國在量子通信領域取得了一個里程碑式的成就，使用量子科學實驗衛星墨子號，來發送量子糾纏的光子。

顯然科學院的研究人員已經努力讓這次測試變得更加實用化，用一次歷史性的視頻會議，來讓量子加密的數據在全球範圍傳播及解密。

Zeilinger說：「量子加密的信息在洲際距離相互傳遞，證實了作為基礎研究項目開發的量子通信技術的潛力。」

「這是向安全的全球量子網路邁出的非常重要的一步。」

量子通信 Credit：畫師不知不知96

我們不知道電話會議的內容，很遺憾，我們沒被邀請。

即使我們想竊聽——我們並不希望這麼做，得益於量子的奇特性質，我們的行為會立即被發現。

我們猜想，他們可能深入聊到了量子物理學的魅力，以及這如何使它來加密消息。

也許白院長會向Zeilinger院長解釋墨子號(以中國古代哲學家命名)在距地球500公里的軌道上飛行。我們想像Zeilinger院長點點頭，說：「美滋滋。」

白院長可能解釋了墨子號將光子送到中國和歐洲的地面站的原理。光束中的光子受到偏振，使得每一個光子類似0或1組成的的二進位碼。

換句話說，這些光子代碼的作用就相當獨一無二的密鑰，確保數據傳送雙方的安全。這個隨機的二進位序列與墨子號上的其他光子糾纏，在密鑰上留下痕迹。

「但有趣的是，」我們相信白院長這樣解釋道。根據量子力學的規則，量子具有測不準的特性。當我們試圖對量子進行測量，它就變成了「真實的」粒子。

位於歐洲和中國的接收站各自都能夠看到它們由光子組成的代碼，在接受過程中將它們由未知的量子態轉換為唯一真實的。與此同時，墨子號所持有的序列也將變成真實的密鑰。如果密鑰匹配，那麼雙方都能保證信息流沒有被攔截偷窺過。

如果一個竊聽者攔截了從墨子號發出的任何光子，偷窺代碼，然後替換它們，新密鑰與墨子號所持有的不一致，那麼發收方都會知道它們的信息不再安全。

我們還猜測，Zeilinger院長衷心祝賀了白院長，並感謝他對量子通訊做出的精彩解釋，而且歡呼了三次，不是沒可能。

到目前為止，量子通信僅限於製作這樣的密鑰，而不傳輸大量的數據。新的研究正在致力於通過使用二進位之外的編碼，找到更好的方式來將更多的信息填充到量子通信數據中。

不管怎樣，量子通信已經成為了現實。

維也納大學校長Heinz W. Engl在奧地利科學院新聞報道中引用了著名物理學家普朗克的話：「洞察力必須先於應用。(Insight must precede application.)」超過一個世紀的洞察力進入了這個驚人的應用領域。這個電話才剛剛開打。

本文譯自 sciencealert，由譯者 Nivy 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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