科学家首次实现量子加密的国际视频通话

Scientists Just Made The First Quantum-Encrypted International Video Call

9月29日,在北京的中国科学院院长白春礼与在维也纳的奥地利科学院院长Anton Zeilinger举行了视频通话。虽然他们相距7400公里,但他们的通信可以确保没有被未受邀请者窃听,因为他们的视频通话被量子加密了。

就在几个月前,中国在量子通信领域取得了一个里程碑式的成就,使用量子科学实验卫星墨子号,来发送量子纠缠的光子。

显然科学院的研究人员已经努力让这次测试变得更加实用化,用一次历史性的视频会议,来让量子加密的数据在全球范围传播及解密。

Zeilinger说:“量子加密的信息在洲际距离相互传递,证实了作为基础研究项目开发的量子通信技术的潜力。”

“这是向安全的全球量子网络迈出的非常重要的一步。”

我们不知道电话会议的内容,很遗憾,我们没被邀请。

即使我们想窃听——我们并不希望这么做,得益于量子的奇特性质,我们的行为会立即被发现。

我们猜想,他们可能深入聊到了量子物理学的魅力,以及这如何使它来加密消息。

也许白院长会向Zeilinger院长解释墨子号(以中国古代哲学家命名)在距地球500公里的轨道上飞行。我们想象Zeilinger院长点点头,说:“美滋滋。”

quantum conference web

白院长可能解释了墨子号将光子送到中国和欧洲的地面站的原理。光束中的光子受到偏振,使得每一个光子类似0或1组成的的二进制码。

换句话说,这些光子代码的作用就相当独一无二的密钥,确保数据传送双方的安全。这个随机的二进制序列与墨子号上的其他光子纠缠,在密钥上留下痕迹。

“但有趣的是,”我们相信白院长这样解释道。根据量子力学的规则,量子具有测不准的特性。当我们试图对量子进行测量,它就变成了“真实的”粒子。

位于欧洲和中国的接收站各自都能够看到它们由光子组成的代码,在接受过程中将它们由未知的量子态转换为唯一真实的。与此同时,墨子号所持有的序列也将变成真实的密钥。如果密钥匹配,那么双方都能保证信息流没有被拦截偷窥过。

如果一个窃听者拦截了从墨子号发出的任何光子,偷窥代码,然后替换它们,新密钥与墨子号所持有的不一致,那么发收方都会知道它们的信息不再安全。

我们还猜测,Zeilinger院长衷心祝贺了白院长,并感谢他对量子通讯做出的精彩解释,而且欢呼了三次,不是没可能。

到目前为止,量子通信仅限于制作这样的密钥,而不传输大量的数据。新的研究正在致力于通过使用二进制之外的编码,找到更好的方式来将更多的信息填充到量子通信数据中。

不管怎样,量子通信已经成为了现实。

维也纳大学校长Heinz W. Engl在奥地利科学院新闻报道中引用了著名物理学家普朗克的话:“洞察力必须先于应用。(Insight must precede application.)”超过一个世纪的洞察力进入了这个惊人的应用领域。这个电话才刚刚开打。