中國通訊技術猛進將推出「牢不可破」量子網絡

維也納的量子實驗設備 圖片版權 SPL
Image caption 量子通訊是通過光束傳送關鍵的信息

隨著黑客的惡意攻擊手段日臻高深莫測,中國即將啟動一種「黑客無法入侵」的新通訊網絡技術——或少至少說,任何攻擊都會被迅速偵測到。

中國正在發展的這種技術叫做量子編碼,對目前使用的任何傳統解碼方式是一個重大的突破。中國在山東濟南市率先啟動這個項目,被官方媒體稱為具有里程碑意義。

這一先進項目背後還有一個更大的背景:在這項西方長時間以來一直在猶豫要不要投資的技術上,中國現在正走在前頭。

在濟南的網絡內,有200個來自軍方、政府、金融以及電力等部門的用戶將能夠安全地互傳訊息,因為他們知道,這些訊息只有他們自己在讀。

中國推進量子通訊技術,意味著這個國家正在大踏步發展那些可能令互聯網更安全的應用程式。其他國家可能在不久後就會發現,他們要向中國購買這些應用。

於是,這種中國投入大量資源的技術到底是什麼?

「無法入侵」的通訊

假如你發送一條想要不被竊聽的訊息,傳統的編碼方式是將閲讀訊息所需的破解碼隱藏在非常複雜的數學程式當中。

但是在數學當中,「複雜」如何界定?它指的是你必須運算得非常快,不能反覆組合一長串的數字編碼。在2017年,你需要一台非常強大的電腦就能做到。

電腦運算能力的穩步發展,意味著以數字為基礎的密碼必須定期地加長。於是加密就是有保存期的,並且正在迅速變得越來越脆弱。

人們還擔心,量子計算機的發展有效地將數碼破解能力向前推進一大步,將令許多現代的加密軟件變得不堪一擊。

而量子通訊的工作原理不一樣:

  • 如果你想要發送你的保密訊息,你首先要另外發送一個埋藏在光粒子當中的密碼
  • 只有完成這一步,你才會發送你的加密訊息,然後接收者將可以通過事先發送的密碼閲讀訊息
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Image caption 如果密碼是嵌在光粒子當中的話,任何的攔截都會被立即發現

這種所謂量子編碼的決定性優勢在於,如果有人試圖攔截光粒子,他們就必然會改變或者破壞它。

這意味著,任何進行網絡入侵的意圖將會被發送者和原定的接收者立即發現——於是才有了它「無法入侵」的說法。

西方被甩在後面

既然量子通訊能夠幫助保護網絡通訊的安全,為什麼中國能領先這麼多?

倫敦帝國學院(Imperial College)的金明湜(Myungshik Kim)教授說:「在很長時間裏,人們根本不認為這是有需要的。」他還表示,過去也不知道這項技術有沒有商業市場。

「目前解碼系統當中的數學程式難度之高,令人們不覺得有必要實施這項新技術,」他說。

這種研究本身並不是新的,中國在競爭中也沒有優勢。它的優勢在於應用。

「歐洲已經錯過了這一班船,」這一領域的先驅者、奧地利維也納大學的量子物理學家安頓·齊林格(Anton Zeilinger)教授說。

他表示,他早在2004年曾試圖說服歐盟資助更多量子技術的相關項目,但是他的提議效果非常有限。

「歐洲一直有點裹足不前,這阻礙了我們競爭的步伐,」齊林格教授說。

美國和歐洲有一些以密碼為基礎的量子網絡在運作,但是大多數都是作為研究項目,而不是與商業伙伴合作。

建立市場

其中一個問題是,類似濟南通訊網這樣的應用程式建立是昂貴的。如果尚未有商業市場,就很難得到投資者或者政府的支持。

新加坡國立大學量子技術中心的物理學家瓦萊裏奧·斯卡拉尼(Valerio Scarani)說:「我們必須承認,當中國要投資一個事物的時候,他們所擁有的財力和人力可能超過除了美軍以外的世界上任何實體。」

濟南通訊網並不是中國發展的唯一一項量子通訊應用。

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Image caption 2016年8月,中國發射世界上首枚量子衛星

去年,中國發射了一枚衛星,專用於不能用線路連接的超遠距離量子通訊測試。中國的兩大城市北京和上海之間也建立了通訊線路,令兩地能夠通訊並且知道對方在接收什麼。

所以,雖然目前尚未清楚知道量子通訊是否肯定將成為取代傳統加密的技術,但是它已經被廣泛認為是其中一項熱門候選技術。

而在實驗和實際應用這項技術上,中國是領先的國家。

「這種情況下,技術是可能創造它自己的市場的,」齊林格說。

一旦中國公司開始出售這項技術,國際銀行就很可能是首批客戶。

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