外媒：量子加密技術競爭日益加劇 中國處於領先地位

騰訊科技訊 12月5日消息，據外媒報導，從谷歌到阿里巴巴，世界領先的科技公司都在競相打造第一台量子電腦。與今天常見的電腦相比，量子電腦的功能要強大得多。

然而，這種設備可能會破解保護數字資訊的加密技術，使諸如數十億美元的電子商務支出資訊到存儲在政府數據庫中的國家機密等都陷入危險之中。

那麽如何應對量子電腦帶來的風險？量子加密依賴於物理世界的相同概念。正如有些科學家在研究量子電腦一樣，另一些科學家也在研究量子安全技術，這些技術將來可能會阻止這些機器的密碼破譯能力。

儘管建造量子電腦的競爭日益加劇，但中國在量子加密方面明顯處於領先地位。與人工智能（AI）等其他尖端技術一樣，中國政府也將不同類型的量子研究列為重點。

美國橡樹嶺國家實驗室前研究員、量子加密技術公司Qubitekk總裁兼首席技術官鄧肯·厄爾(Duncan Earl)說：“中國決定研究這項技術是經過深思熟慮的戰略。如果我們認為可以等上5到10年再應用這項技術，那就太晚了！”

量子計算以量子力學為基礎，這門科學解釋了極小的物質粒子所表現出的奇怪行為。在傳統電腦中，晶體管存儲資訊最小部門是“比特”，每個比特不是1就是0。這些基本數據可以告訴電腦該做什麽。

當某些物質極小或非常冷時，它們的行為就會發生變化。這種差異允許一個量子位同時存儲1和0的組合。兩個量子位可以同時容納四個值。隨著量子位的數量增長，量子電腦的功能會以指數形式變得更加強大。

與量子計算一樣，量子加密依賴於極小物體的非直覺行為。保護數據秘密的密碼是由最小的光粒子——光子發出的。有了合適的設備，可以很容易判斷出它們是否被篡改了。如果部署得當，這項技術可能是牢不可破的。

目前的量子加密技術還無法確保可以構建出長距離的可行量子加密網絡。但如果真有這種可能，中國願意付諸實踐，投入各種資源，並很可能會獲得巨大回報。

迄今為止，中國已經投資數千萬美元，建立了使用量子加密技術傳輸數據的網絡。去年，中國發射了以古代哲學家墨子名字命名的衛星，利用量子加密技術成功實現了北京和維也納之間的影片通話。經過4年的規劃和建設，北京和上海之間的專用量子通信網絡也於去年投入運營。

目前，量子加密只能在有限的距離內工作。北京和維也納之間的衛星連接將這一限制擴大到創紀錄的7451公里。在地面上，使用光纖線路，量子機密技術的最大應用距離擴大到了241公里。

在中國對量子加密的投資中，“墨子”衛星受到的關注最多。中國科技大學牽頭建設了總長約1931的地面量子加密網絡。這條主網絡正在延伸到其他城市和地區。到2030年，中國的目標是在全球建立起共享量子加密密鑰的網絡。

有些安全專家質疑量子加密技術的有效性。畢竟這是新興技術，還沒有經過任何嚴格的測試。而只有經過這些測試，才能使它得到持懷疑態度的密碼學家的認可。但中國科技大學物理學教授陸朝陽表示，京滬量子網絡是一次重大更新。

利用傳統的通信方式，竊聽者可以在光纖線路上的每個節點攔截數據流。陸朝陽表示，量子加密技術將京滬網絡的易損點減少到只剩幾十個。他說：“我們承認這是個過渡解決方案，並非最終的解決方案。但就安全性而言，這已經是一個巨大的進步。”

在美國，業界認為量子加密不過是一項科學實驗。相反，研究人員專注於使用普通數學來構建新的加密形式，以對抗量子電腦。他們認為，這項技術不需要新的基礎設施。

但是現在，在最近量子研究進展的推動下，許多美國公司正迎頭趕上。南加州初創企業Qubitekk正在利用這項技術保護田納西州的電網，Quantum Xchange正在美國東北部建設量子加密網絡，希望為華爾街銀行和其他企業服務。長島石溪大學的研究人員正在準備第三次冒險。

像Qubitekk這樣的小型初創企業不太可能像中國為量子加密而建立基礎設施那樣，投入數千萬美元資金。但許多專家認為，更重要的工作將發生在研究實驗室，美國能源部正在為芝加哥的一個測試網絡提供資金。

洛斯阿拉莫斯國家實驗室和橡樹嶺國家實驗室正與Qubitekk合作，利用量子技術保護電網，而Quantum Xchange正在把設備轉移到哈德遜街60號(Hudson Street)，那裡曾是古老的西聯電報中心所在地，現在則是曼哈頓下城的一個互聯網中心。

Quantum Xchange正在曼哈頓和紐瓦克之間建立量子加密鏈接，計劃將在這兩個城市運營的大型銀行連接起來。最終，它希望將這一網絡延伸到東海岸。

在像芝加哥大學這樣的地方，研究人員希望能更進一步，探索所謂的量子中繼器，即能夠擴展量子加密範圍的設備。芝加哥大學教授戴維·奧沙洛姆(David Awschalom)說：“我們還沒有做到這一點。但我相信，這將在未來幾年成為現實。”

量子通信技術需要新的硬體，包括龐大的光纖網絡（或許還有衛星）以及能夠探測單個光子的專門設備。雖然Qubitekk致力於建設量子加密網絡，但它無法獲得完成這項工作所需的特殊光探測器。

這家初創公司最初從新澤西州小型製造商Princeton Lightwave那裡購買探測器。但今年4月，這家美國製造商將探測器業務轉售給了中國的一家公司RMY，Qubitekk失去了供應源頭。

RMY已經承諾向Qubitekk提供硬體，但最近表示，由於生產問題，更多檢測器要到3月份才能交付。歐洲許多小公司也在銷售類似的探測器，全球各地的實驗室也在開發更先進的硬體。但就目前而言，這種設備的供應量十分有限。（騰訊科技編譯/金鹿）